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振動時效取代熱時效(退火處理)的必然性

更新時間:2022/3/4  點擊數:120


振動時效之所以能夠部分地取代熱時效(退火),在實際當中被廣泛應用,是與該項技術具有的一些明顯的優越特征分不開的。


熱時效退火能耗和污染嚴重


1、投資少適用性強。與傳統的熱時效相比它無需龐大的時效爐,現代工業中的大型鑄件與焊接件越來越多也越來越大,如采用熱時效消除應力則需建造大型時效爐,不僅造價昂貴、利用率低,而且爐內溫度很難均勻,消除應力效果差。采用振動時效可以完全避免這些問題。因此,目前對長達幾米至幾十米的橋梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重達幾噸至幾十噸的超重型鑄件,較多地采用了振動時效。

2、生產周期短效率高。熱時效往往需要經過數十小時的周期方能完成,而振動時效一般只需數十分鐘即可完成。而且,振動時效不受場地限制可減少工件在時效前后的往返運輸。如將振動設備安置在機械加工生產線上,不僅使生產安排更加緊湊而且可以消除加工過程中產生的應力。

3、使用方便。振動時效設備體積小、重量輕,便于攜帶,我國目前生產的激振器可振動處理300噸以下的工件,但振動裝置本身僅重幾十公斤。國外生產的可振動處理5公斤至150噸工件的全套振動設備其總重也不過一百公斤。正是由于振動處理不受場地限制,振動裝置又可攜至現場,所以這種工藝與熱時效相比,使用簡便,適應性較強,可安排在任何工序之間也可多次進行。

4、節約能源,降低成本,無廢渣、廢氣及輻射等污染。在工件的共振頻率下進行時效處理,耗能極小。實踐證明,功率為0.25至1馬力的機械式激振器可振動150噸以下的工件。其能源消耗僅為熱時效的3~5%,成本僅為熱時效的8~10%。加之熱時效時均需要以煤、油等做為燃料不可必免地要排出大量的廢渣、廢氣等不能夠滿足越來越高的環保要求。故振動時效已逐漸成為去應力的第一選擇。

5、機械性能顯著提高。經過振動時效處理的工件其殘余應力可以被消除20~80%左右,高拉應力區消除的比低應力區大?商岣呤褂脧姸群推趬勖,而且從根本上防止了金屬在熱時效過程中產生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。還可以提高構件抗變形的能力,穩定構件的精度,提高機械質量。

實踐證明,振動時效適用于碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等材質的鑄件、鍛件、焊接件及機加工件的應力消除。



當然振動時效也存在著一定的局限性;首先它有一定的噪聲特別對于箱形和板形工件時效噪聲較大;其次工藝效果在很大程度上取決于工藝員對工件關鍵部位及需重點去應力部位的理解和現場有效振型的選擇;再有,它不適于高壓容器、殘余應力較小的工件、大尺寸的薄板焊件、薄壁鑄件、大部分冷加工件、彈性結構應力為主的工件、剛性過大或尺寸過小的工件。


華云振動時效去應力現場

盡管振動時效有一些局限性但在部分行業和部分材質的零件上的時效效果還是非常顯著的。隨著人們對振動時效技術的進一步了解,可以逐步減小它的局限現性。如通過對工件采取隔離,或錯開工作時間等辦法可降低時效的噪聲;對于部分不適用激振器進行時效處理的可通過振動平臺來進時效處理;以及對相關工藝人員進行培訓的方法等等,到目前為止我國已有數千家機械廠在使用振動時效。正是由于振動時效技術的不斷發展、經濟效果日益明顯,才使其應用范圍不斷擴大。在機械制造、航空、化工器械、動力機械、造船等行業中,鑄件、鍛件、焊接件及有色合金等材料制造的各類零件均成功地采用了振動時效。振動時效已越來越受到各方面的重視,其應用領域也越來越廣闊。

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