北京振动时效装置 消除应力方法

一．残余应力说明
1．焊接应力的产生
金属构件在冷热加工过程中产生残余应力，高者在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度、降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂，由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大的影响了构件的尺寸精度。
在两块钢板上施焊时，会产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达1600°C，其邻近区域温度较低，且冷却很快。冷却时钢材收缩，冷却慢的区域收缩受到限制，从而产生拉应力，冷却快的区域受到压应力。焊接中.焊缝处温度*升高，体积膨胀，而热影响区温度低，阻碍焊缝膨胀，结果焊缝处产生压应力，热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态，焊缝被压应力墩粗，松弛了此应力。冷却时，热影响区冷却速度快，很快进入弹性状态，焊缝处温度高，处于塑性状态。这时焊缝收缩，较热影响区收缩慢，焊缝阻碍热影响区收缩，焊缝仍受压应力，影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态，焊缝的塑性墩粗，松弛了此应力。 热影响区温度不断降低，冷却速度也变慢，当焊缝的冷却速度**热影响区时，焊缝收缩较快，焊缝的收缩受到热影响区阻碍，应力方向发生了转变：焊缝受拉应力，热影响区受压应力。当焊缝和热影响区都进入弹性状态时，因焊缝温度高，冷却速度快，收缩量大，热影响温度低，冷却速度低，收缩量小，焊缝收缩受到热影响区阻碍，结果焊缝受拉应力，热影响区受压应力。此时没有塑性变形，这一对压应力，随着温度的降低，焊缝收缩受阻碍越来越大，拉应力也越来越大，直至室温，拉应力可近似于屈服极限。综上所述，铸造.锻造.焊接等都必然产生残余应力。
2．焊接应力的分类
1）纵向应力：沿着焊缝长度方向的应力
2）横向应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力
3）厚度方向应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力
3 .焊接应力的影响
1）对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响，但刚度降低；
2）焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，裂纹易发生和发展；
3）降低工件疲劳强度和稳定性；
4）使构件提前进入弹塑性工作阶段。

是利用共振的原理，在激振器的周期性外力作用下，施加给构件的一个动应力，使构件产生一定振幅的共振，经过二十至四十分钟的振动，使构件内部的残余应力得到均化和部分释放，从而保证构件在机械加工和实际应用中的尺寸精度稳定，防止和减小变形，是替代热时效处理的理想方法与手段。
系统简介
和力VSR-30型是应用单片机数字信号处理技术，以与基本振动时效机理更贴切的数字模型为基础，并融入大量实践数据开发的具备动应力提示功能的新概念产品，创造了振动时效工艺设备新理念。设备具有的自动、半自动、数字手动功能及振动焊接功能。
该系统在生产过程中严格按着GB/T25713-2010《机械式振动时效装置》标准制造。试验数据不通过处理，直接由微型热敏打印机进行打印保存时效曲线及参数。用于按GB/T25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》定性检验时效效果。
系统功能特点
◎全智能化设计（一键操作），时效工艺过程变的简单、实用、高效。
◎智能扫频功能，可以人工选择五个以内激振频率及振型时效可以满足各种类型复杂构件的特殊要求。
◎强震功能，可以解决某些特殊构件固有频率高的问题。
◎全过程柔性控制，既节约时间又提高了激振器的使用寿命。
◎采用7吋触摸真彩液晶显示器，时效参数图形化处理，人机对话直观友好，操作简单。
◎储存功能，设备可以储存十个工艺，适用于批量工件使用。
◎自动生成时效工艺报告，可以汉字编辑工件名称及型号，可现场打印带有时效时间的工艺曲线及参数。
◎激振器偏心采用铝合金箱体，重量轻、激振力大，时效范围从几十公斤至上百吨。
◎*创的快速智能扫频，扫频精度高无数据遗漏，扫频速度提高5倍以上。
◎设备面板印有工艺指导，操作界面具有强大的帮助功能，适用于现在工厂无专人操作。
和力VSR-30型作为振动时效设备升级产品具备：
智能化高，操作简单
快速智能扫频，省时省事效率高
功能实用，可靠性高，耐用性好

振动时效具有的特点：
1）投资少，生产*
2）使用方便，适应性强
3）节约能源，降低成本
4）机械性能显著提高
5）符合环保要求
6）操作简单，易于实现机械自动化。
7）可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。
五、振动时效与热时效技术效果对比:
消除应力方式 热时效 振动时效
应力消除 30-90％ 30-80％
能源消耗 能耗高300～500元/吨 比热时效节能95％
尺寸稳定性 较好 比热时效提高30％以上
时效周期 15－50小时 20—50分钟
环境保护 烟气粉尘废渣排放 无污染
抗变形能力 比时效前有所降低 比热时效提高30-50％
时效变形 较大 可忽略不计
时效氧化 有 无
大型工件 无法进炉处理 可方便就地处理
工序安排 须在精加工前 可排在任何工序之前

VSR-30振动消除应力系统技术参数附件
1.技术特点
VSR-30型振动消除应力系统
本控制系统选用工业控制机机箱，具有良好的扩展性和可靠性，确保主机及技术资料安全；抗电磁场干扰能力强，保证系统在更加恶劣的工业现场正常、可靠运行；
操作系统板为*的新式系统控制方式、严格的选用原装进口元器件，优化了我们产品的结构并确保系统的精确运行；
嵌入式程序编入，可根据用户反馈信息进行产品改进升级。
本系统供电电源电压为交流220V±10%，*特殊供电，方便随时随地都可操作。
真彩液晶显示
采用高清晰、高亮度、真彩大屏幕液晶显示终端，工艺参数、特性曲线动态跟踪显示，可同时观察曲线的变化情况；采用高精度触摸屏操作界面，人机对话直观，操作更为方便、简单；
全自动工作模式
全智能化设计（一件操作），扫频范围设定、判定时效效果等多种时效模式，全部实现智能化，可以满足各种类型复杂构件的特殊要求；运用先进的数字信号处理技术，对拾振器采集的振动信号进行实时在线统计、分析，选取有效的激振频率，可全自动完成振动时效工艺过程；
手动快速扫频，手动时效
振动时效重要的工艺参数为：激振频率、激振力、实效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求，更不可能判定构件的有效振型，从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求，观察构件的各阶振型，选择有效的工艺参数。采用手动工作方式，可快速了解构件的特性，选取合理的激振及拾振位置，确定的激振频率和激振力。同时，为了满足批量构件及简单构件的时效要求，被系统增设了手动时效功能，可自动绘制时效曲线及相关数据，为产品检查提供宏观依据，时效时间可在线任意调整。
全程参数跟踪监控
在时效处理过程中，可对时效处理曲线及振幅、电流等参数变化实时监测，可以方便快捷的随时掌控时效处理的全过程。
工艺报告存储
自动生成时效曲线数据工艺报告，即可现场打印或储存及编辑工件名称编号，工艺文件保存和调用，可储存数时效曲线及工艺报告，提供同类型构件标准化工艺和提高工作效率；
设备故障自动提示功能
该系统设计有自动判断故障现象功能，当设备出现故障时，该功能可自动打印出故障发生的原因及处理方法
系统保护程序
采用双保险及自我保护程序，智能化监控时效加速度、电流等参数出现异常情况及过高或负载过大时，系统启动自我保护程序进入待机状态。有效避免了设备的损害。
内存设备操作手册，方便操作人员调阅；
2.主要技术参数
转数范围：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力调整范围：0-50KN；
电机额定功率：1200W；
适宜处理工件重量：≤10吨
稳速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
电机额定电流：80A；
电机额定电压：2000V；
供电电源电压：交流220V±10%，50HZ±4%；
绝缘等级：E级；
工作条件：环境温度：-10℃—+40℃；相对湿度：不大于80%（25℃）；
3.设备组成清单如下：
序号 产品名称 单位 数量 备注
1 振动消除应力设备主机 台 1
2 激振器 台 1
3 拾振器 只 1
4 橡皮垫 只 4
5 弹簧钢卡具 只 2
6 电机控制线 组 1
7 随机工具一套 套 1
8 拾振器传感信号线 根 1
9 电源线 根 1
10 热敏打印纸 卷 9
11 培训资料 套 1
12 保险管 只 10