陕西安烨顺科技有限公司从事机械设备、智能自动化设备、机械零部件、电子产品及配件和振动时效设备研发、生产、销售为一体的实业公司:服务于航空航天、船舶重工、**、机械加工、汽车制造、重型机械、科研院所、检测机构、高校、等领域。
公司拥有经验丰富、技术精湛的*团队、业务娴熟的技术和训练有素的销售人员,以客户需求为出发点,注重产品技术和质量,为客户提供适合的产品技术方案以及及时、周到的售前、服务。真诚欢迎您来电,将我司服务带给各界人士!!
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
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要求。
◎强震功能,可以解决某些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,操作界有强大的帮助功能,适用于现在工厂无专人操作。
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
近年来我公司整合振动时效不同设备优点,运用计算机技术,将频谱分析时效与传统的亚共振时效,该设备具备融合在一体,克服了两种振动时效软件兼容问题,充分利用WindowsXP操作系统,创造了频谱谐波时效、经典振动时效、传统振动时效于一身的全功能神力VSR-100振动时效装置,时效功能实现模块化,根据不同工件选用不同时效模式。实现了振动时效领域革命性的变化,使振动时效优势**过传统热时效成为现实,把振动时效技术做到了。
功能特点;
(1)频谱谐波时效
主机采用高强度机箱,确保主机及技术资料安全;
先进的频谱谐波分析技术,辅以动应力动态跟踪技术,通过计算机高速优化计算,自动给出时效处理方案;
从几十种谐波频率信号中自动优化出10个优频率,按照低频、高振幅加权优化排序出前5个频率进行自动时效,后5种谐波频率备用,条件特殊的工件可选10个频率全部时效;
振动频率在6000rpm以下,噪音低;
多振型、多维振动消除应力,效果优于热时效;
支持WindowsXP操作系统,海量存储工艺文件,USB数据输出,可以在其他PC机上编辑、打印时效文件;
大屏幕真彩液晶显示,时效参数图形化处理,人机对话直观,操作简单;
任意调整已处理工件工艺参数,动态演示已存曲线处理过程;
内存设备操作手册,方便操作人员调阅;
智能化监控时效加速度、电流等参数,误操作情况下,停机自动(保护)提示,输出屏幕给出事故原因,给出处理办法。
(2)经典振动时效功能
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;
全程参数跟踪 监控
在时效处理过程中,可对时效处理曲线变化实时监测,可以方便快捷的随时掌控时效处理的全过程。
全自动时效
在构件共振区域内,对系统参数范围内的振峰按工艺要求进行自动分析优化处理,对采集的信号自动进行分析处理,自动制定振动时效工艺方案,*人工输入参数及*调整时效系统分配位置,可“一键”完成对工件时效处理。
时效参数精度在线调整
在时效处理过程中,通过液晶显示屏可以实时观测出振动频率随时间的变化曲线,可以根据曲线及电流等参数的变化,对共振频率及时效时间进行在线精度调整,使工件处于的时效状态,能更好的消除或均化工件内部的残余应力,做到人机结合。
多峰预置振动时效
对系统扫频范围内的谐振峰按工艺要求,升序、降序和任意排序预置,分别对各谐振峰进行时效处理,可设定扫频范围,对各谐振峰可任意设定和预置时间,并可根据工艺要求进行在线调整。
手动振动时效
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。
为了满足批量构件时效处理、提高工作效率,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。
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。
AYS-3000型超声冲击消除应力装置
一、概 述
超声波时效法是国外较流行的焊后处理、表面局部强化和消除余应力的方法。该方法首先在前苏联的乌克兰延生,于二十世纪六十年代在美国得到*发展,在*十三届国际焊接学会上被公认为是提高焊接结构疲劳性能有效的方法,并在发达国家*得以推广应用,经过半个多世纪的发展,超声波时效处理的工艺及设备已日趋完善,该方法的执行机构轻巧,使用灵活方便、噪音小、效率高、成本低、节能、无污染。
AYS-3000型超声冲击消除应力装置作为焊后处理设备,它能同时改善影响焊缝质量的多个因素,如应力、缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面,所以对提高焊接接头的疲劳性能有事半功倍的效果,可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5—100倍。由于采用超声冲击处理后,省去了传统的打磨及去渣工序,节约了劳动时间20%,降低了劳动强度,提高了生产效率。
同时,该方法也广泛地应用于以下三个方面:
1)对金属零件表面进行强化处理,以提高零件的表面质量和疲劳寿命;(2)调节应力场,减少焊接变形,保证工件的尺寸稳定性;(3)对机械零件局部焊接修复部位进行消除焊接应力的处理。现在该方法在国外机械制造工程中,特别是对疲劳性能有较高要求和要求消除余应力的焊接结构工程中已普遍使用。
AYS-3000型超声冲击与国外同类设备相比,体积减少60%—70%;重量减轻50%—60%;效率提高2—3倍;可长时间无间断工作,且*水冷;冲击力大,处理效果好;性能稳定可靠,使用寿命长,其性能已达到国际水平。
二、超声波焊接应力消除法的基本原理
1、超声冲击的基本原理
超声冲击的基本原理就是利用大功率超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面,由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量,使金属表层产生较大的压缩塑性变形;同时超声冲击波改变了原有的应力场,产生一定数值的压应力;并使被冲击部位得以强化。
所以超声冲击能够显著提高金属焊接接头及结构的疲劳强度,大幅度延长其疲劳寿命;消除余拉应力,并使被冲击部位产生压应力,从而提高工件的承载能力;有效改善焊趾的几何形状,降低焊趾处的应力集中系数,其效果优于TIG工艺;消除焊趾表层微小裂纹和焊接缺陷,抑制裂纹提前萌生;强化金属零件表面,提高表面质量和使用寿命。该设备高效、节能、无污染、使用方便,不受工件形状、场地、环境的限制, 处理效果显著。
2、超声冲击提高焊接接头疲劳性能的基本原理
金属结构件在焊接时,普遍采用熔化焊接的方法,在金属的填充过程中,在接头部位留有余高、凹坑及各种焊接缺陷,造成严重的应力集中;同时还产生一定的焊接余应力。在绝大多数情况下,余拉应力对焊接结构的疲劳强度是不利的。同时,大量研究表明,在焊趾部位距离表面0.5左右处一般存有熔渣等缺陷,该缺陷较尖锐,相当于疲劳裂纹提前萌生。在应力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接余拉应力的联合作用下,焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命被严重降低。
超声波时效处理法提高焊接接头疲劳强度和疲劳寿命的基本原理是,焊后利用超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率沿焊缝方向冲击焊缝的焊趾部位,使之产生较大的压缩塑性变形,使焊趾处产生圆滑的几何过渡,从而降低了焊趾处余高和凹坑造成的应力集中;消除了焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷,抑制了裂纹的提前萌生;调整了焊接余应力场,消除其焊接拉应力,在焊趾附近产生一定数值的余压应力;并使焊趾部位材料得以强化。因此,超声冲击能同时改善影响焊缝疲劳性能几个方面的因素,如:焊趾几何形状、余应力、微观裂纹和熔渣等缺陷、表面强化等,所以,能大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。图3是用X衍射法显示的超声冲击处理对焊缝的实际效果图。
图3:X衍射法显示的超声冲击处理对焊缝的实际效果图
三、AYS-3000型超声冲击的应用领域:
广泛应用于船舶、桥梁工程、**、航空、航天、电力、火车、汽车、铁路、起重设备、石油钻采、机械、压力容器等行业焊接结构件的生产制造过程中,用于大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命、消除焊接余应力、减少焊接变形等;同时该装置也普遍地应用于对机械零件焊接修复部位进行消除余应力和强化处理;该装置还可对金属零件需要表面强化的部位进行冲击处理,以大幅度提高该部位的疲劳强度和疲劳寿命。因此,超声波焊时效仪在机械制造业的制造和维护过程中具有广阔的应用前景,必将产生巨大的社会效益和经济效益。
四、AYS-3000型超声冲击的作用:
1. 可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5—100倍。
2. 是目前彻底消除余拉应力,并产生出理想压应力的工艺方法。
3. 有效改善焊趾的几何形状,降低焊缝焊趾处的应力集中,且工艺简单易行,成本低廉。
4. 消除焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷,抑制裂纹的提前萌生。
5. 改变原有的应力场,明显减少焊接变形。
6. 局部强化处理,提高零件表面质量和疲劳寿命。
7. 于对机械零件局部焊接修复部位进行消除焊接应力和强化处理
8. 提高金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力约400%
9. 同时改善影响焊缝疲劳性能几个方面的因素:焊趾几何形状、余应力、微观裂纹和熔渣等缺陷、表面强化等,因而能大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。
五、AYS-3000型超声冲击对金属结构的**贡献:
1. 增加金属结构件在动载荷和腐蚀环境下的使用寿命
2. 减少金属结构件在腐蚀疲劳下的维修费用
3. 在同样的设计要求下,可使用更少的材料,从而减少了制造和运行成本
4. 大幅度提高高强合金钢焊接接头的焊接性能,拓宽了高强合金钢的应用领域;
5. 增加了金属结构件在制造和使用过程中的结构稳定性
6. 减少了金属结构的使用和维护成本
六、超声波焊接应力消除法相对于传统工艺方法的优势:
1. 超声波焊接应力消除处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如:余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等,因而能大幅度提高焊缝的疲劳性能,有事半功倍之效果。
2. 在消除焊缝焊趾处应力集中方面,是目前方便、有效的,其效果远胜于在焊趾处氩弧焊重熔(TIG)或修磨的方法。
3. 消除焊接余应力,完全可替代热处理和振动时效等时效方法,且处理工艺简单,效果稳定可靠。想处理哪里就处理哪里,并可在任意时间、任意工序上进行,让你随心所欲,得心应手。不象振动时效那样,工艺复杂且时效效果要受诸多工艺参数之影响。
4. 完全取代用喷丸方法来提高工件局部疲劳寿命和消除余应力的表面处理工艺,且效果是喷丸方法不可比拟的,且节省场地,不存在喷丸回收和喷丸伤人的问题,改善了工作环境, 环保、节能、安全、无污染。
5. 有效的在自然条件下使已变形了的焊接构件向常态恢复,是目前很方便的校形工具。
超声波焊接应力消除处理占地少,不受工件材质、形状、结构、重量之限制,使用起来灵活方便。
振动时效之所以能够取代热时效,是由于该技术具有明显的优点。
1、 机械性能显著提高
经过振动时效处理的构件其余应力可以被消除20%—80%左右,高拉应力区消除的比例比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
2、 适用性强
由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。特别是对于一些大型构件无法使用热时效时,振动时效就具有更加**的优越性。
3、节省时间、能源和费用
振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需要一至两天以上,且需要大量的煤油、电等能源。因此,相对与热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用95%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
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