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時效是消除機械加工零件殘余應力的基礎(chǔ)工藝。時效振動機在70年代起源于美國,后來在德國、英國、法國得到了廣泛的應用,我國從80年代初開始引進使用時效振動機工藝。由于時效振動機是一種高效、節(jié)能、環(huán)保及低成本的時效方法,與傳統(tǒng)的熱時效和自然時效相比,時效振動機具有生產(chǎn)周期短,場地簡單靈活方便,生產(chǎn)費用低,無環(huán)境污染等優(yōu)點。由于時效振動機的無比的優(yōu)越性,又適應現(xiàn)代工業(yè)對能源和環(huán)保的要求,應用時效振動機是企業(yè)改進傳統(tǒng)工藝提高市場競爭力的最佳選擇,目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時效和自然時效。
時效振動機技術(shù),國外稱之為“VibratingStressRelief”簡稱“VSR”,旨在通過專業(yè)的時效振動機,使被處理的工件產(chǎn)生共振,并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位,使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸回復平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎,從而使工件內(nèi)部的殘余應力得以消除和均化,最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂,保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
時效振動機能對金屬材料力學性能產(chǎn)生影響。經(jīng)時效振動機后,材料的屈服和抗拉強度提高;斷裂韌性提高,防止工件脆斷。時效振動機可以降低和均化構(gòu)建中的殘余應力,工件受周期性附加動應力的作用,在應力集中處發(fā)生局部的塑性變形,繼而又在整體上發(fā)生較大的塑性變形。不僅使工件在長期使用過程中尺寸精度變化較小,而且能在較短的時間內(nèi)使零件尺寸達到穩(wěn)定。時效振動機不僅能夠減小和均化殘余應力,還可提高材料的抗變形能力。
數(shù)碼時效振動機技術(shù)可以降低工件內(nèi)部殘余應力,用在要求提高材料機械性能和加工尺寸精度的場合??捎糜诤谏饘俨牧?,也可用于有色金屬材料的構(gòu)件或零部件之中。
數(shù)碼時效振動機技術(shù)作用1、經(jīng)時效振動機處理的構(gòu)件其殘余應力可以消除20%至80%。特別是對分布及其不均勻的焊接殘余應力,可以得到明顯的均化和降低。2、由于殘余應力的均化和降低,使結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定而提高構(gòu)件精度的保持性。特別是在鑄件上效果比較明顯。這也是目前國內(nèi)外較多使用數(shù)碼時效振動機技術(shù)的一個原因。3、目前的研究已經(jīng)可以證明,數(shù)碼時效振動機技術(shù)在提高焊接構(gòu)件疲勞壽命的效果上與熱時效相當。
振動焊接和時效振動機是為提高焊縫質(zhì)量而在兩個階段分別采取的技術(shù)工藝過程。振動焊接是在焊接過程中進行的振動處理過程,而時效振動機是在構(gòu)件焊接成型后而進行的時效處理過程,前者的作用在於使晶粒細化提高材料的機械性能。降低焊接應力和變形、減少氣孔和雜質(zhì)并使焊接紋理細密提高宏觀焊接質(zhì)量。而后者則是專門用於降低和均化焊接應力,消除殘余應力對變形、開裂和疲勞壽命的影響。