殘余應力消除設備 特點
它的實施過程是通過振動時效裝置的控制系統(tǒng)控制激振器的轉數(shù)和偏心作用在工件上產(chǎn)生離心力,使工件發(fā)生共振(諧振),讓工件需時效部位產(chǎn)生一定幅度、一定周期的交變運動,并吸收能量,經(jīng)過一定時間的振動引起工件微小塑性變形及晶粒內部位錯逐漸滑移,并重新纏繞釘扎使得殘余應力被消除和均化,防止工件變形和開裂,從而達到提高工件尺寸精度穩(wěn)定性,增強工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
焊接殘余應力檢測與消除選九工/高效/專業(yè)/無損
通過實踐證明振動時效替代熱時效后可節(jié)約能源90%以上,提高抗變形能力30%以上,尺寸穩(wěn)定性提高30%以上,疲勞壽命提高20%以上。處理時效通常只需15—45分鐘,不分場地,不受工件尺寸、形狀、重量等限制,可處理幾公斤至幾百噸的工件。便攜工件不需運輸可就地處理,可插在任何工序之間進行處理。采
殘余應力消除設備 概述
振動時效(VSR)工藝是一種可*取代TSR和NSR的工藝,其原理是用振動消除殘余應力,可達到TSR工藝的同樣效果,并在許多性能指標上超過TSR。VSR工藝耗能少(是TSR的2%左右)、設備投資少和效率高,其在節(jié)能、減少環(huán)境污染和提高產(chǎn)品性能方面有的表現(xiàn),使得這一*在各行各業(yè)中有廣泛的應用前景。
金屬結構件在鑄造、焊接、鍛壓和機械切削加工過程中,由于熱脹冷縮和機械力造成的變形,在工件內部產(chǎn)生殘余應力,致使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài),降低工件的尺寸穩(wěn)定性和機械物理性能,使工件在成品后使用過程中因殘余應力的釋放而產(chǎn)生變形和失效。為消除殘余應力,傳統(tǒng)的工藝方法是采用自然時效和熱時效,熱時效(TSR)前面有介紹,自然時效是將工件長時間露天放置(一般長達六個月至一年左右),利用環(huán)境溫度的不斷變化和時間效應使殘余應力釋放,由于周期太長和占地面積大,不適應批量生產(chǎn)和效果不理想,目前應用的很少。
效果
⑴降低工件內殘余應力(峰值)30%-80%,與傳統(tǒng)的熱時效(TSR)相當,工件無氧化脫碳現(xiàn)象,無需清理氧化皮,減少了輔助工時。
⑵與TSR相比提高了工件抗載荷變形能力,VSR工藝的應用使工件抗靜載變形能力提高30%以上,抗動載變形能力提高1-3倍多。
⑶是目前超大型結構件和多種材料組合的結構件*時效方法,VSR還適用于二次時效(一般在半精加工后),是*不受場地、環(huán)境、工序和工件形狀限制的處理方法。
振動時效(VSR)消除殘余應力使工件獲得尺寸穩(wěn)定性的機理可以從宏觀和微觀兩方面解釋:
宏觀上,當σ動+σ殘 ≥σS時(σ動--激振器施加給工件的周期性動應力,σ殘--殘余應力,σS--材料屈服強度極限),工件會產(chǎn)生少量的塑性變形,使殘余應力峰值下降,原來不穩(wěn)定的殘余應力得到松弛和勻化。同時由于包*效應,經(jīng)一定時間的循環(huán)后,工件材料的當量屈服強度由原來的σS上升,直到與所受的應力相等,工件內部不再產(chǎn)生新的塑性變形,此時塑性變形變成彈性變形,工件的彈性性能得到強化,從而使工件的幾何尺寸趨于穩(wěn)定。
微觀上,因金屬具有將機械能轉變成熱能的性質,即使在σ動+σ殘 ≤σS時,也會產(chǎn)生微觀的塑性變形。其機理為:由振動輸入的活化能使位錯移動,在位錯塞積群的前沿引起應力集中而產(chǎn)生塑性變形;同時,遷移的位錯切割位錯群,以致使位錯釘孔,材料基體得到強化,使松弛剛度增大,工件獲得尺寸穩(wěn)定性。
VSR工藝的應用無論是對國家還是使用單位均可帶來較大的經(jīng)濟效益,主要包含三個方面:
⑴VSR投資少,見效快
VSR國產(chǎn)設備單臺投資一般在人民幣10萬元以下,維護費用沒有。而一個20平方米的爐窯投資在人民幣35-40萬元左右,每年的維護費用在4-5萬元左右,其建設周期一般為2-3個月。
⑵VSR運行費用低
TSR工藝處理的工件耗能折合標準煤約140-240kg/噸,需人工約2-3工時/噸,其中不包含后期去氧化皮的人工工時,由于工作環(huán)境差其工時費用高。VSR工藝的耗能僅為TSR的1-2%,需人工0.1-0.2工時/噸。
⑶VSR有利于環(huán)境保護
TSR處理使用的能源主要是重油、二氧化碳、天然氣和原煤,以使用的廣泛的重油為例,每噸重油燃燒后產(chǎn)生約73.5kg的二氧化硫,同時還產(chǎn)生二氧化碳等其它有害氣體,而污染小的天然氣通過燃燒也將產(chǎn)生四倍的廢氣,目前我國用于TSR的重油上萬噸,的確是一個不容忽視的污染源,其造成的間接損失不可估量。
適用范圍:
振動時效適應于碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等鑄件、鍛件和焊接件及其機加工件
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