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振動消除應力進入頻譜諧波時代

金屬構件消除殘余應力進入頻譜諧波時代!

    消除殘余應力領域,從最初的自然時效、熱時效發展到振動時效,技術一直在進步,但各種技術的弊端也同樣顯著。在頻譜諧波時效技術之前,應用最為廣泛的是熱時效和亞共振振動時效。熱時效技術高污染、高能耗、高成本,且技術效果不穩定;較之于熱時效,亞共振振動時效技術降低殘余應力峰值的效果雖有提升但不明顯,加之工藝復雜、噪聲大、應用范圍窄,因此不能滿足機械制造業對于高精度應力消除的需求。

   以下是各種應力消除方法的簡單比較:

自然時效:周期長,占地面積大。

熱時效:費用高,占地面積大,輔助設備多,耗能 高,爐溫控制難度大,工件易氧化,增加清理工作量, 且易因受熱不均致裂,并在冷卻過程中產生新的應力,處理時間也較長。此外,熱時效勞動條件差,且污染環境。

亞共振振動時效:振動時效有低能耗、低成本、攜帶方便等特點,其原理為從低頻到高頻掃描尋找所能產生 的固有頻率。但無法解決高剛性、高固有頻率等金屬 材料殘余應力的消除問題,應用面較窄。此外,亞共振時效對支撐點、激振點、拾振點及方向有嚴格要 求,對操作人員的操作水平有一定的要求 。


以下介紹目前最高效的時效方式—頻譜諧波振動時效方法:

頻譜諧波振動時效技術簡介

在21 世紀初,一種新的振動時效技術—頻譜 諧波技術在中國出現了,它摒棄了原有振動時效技術,突破了原有的技術瓶頸。因為其獨有找頻方式與處理頻率,被稱為頻譜諧波技術。

頻譜諧波技術不再沿用原有的掃頻方式,而是通過傅立葉方法對工件進行頻譜分析找出工件的幾 十種諧波頻率,在這幾十種諧波頻率中優選出對消 除工件殘余應力效果最佳的 5 種不同振型的諧波頻率進行時效處理,達到多維消除應力提高尺寸精度穩定性的目的。頻譜諧波方式不論工件大小、頻率剛性高低、材料特性,均能找出 5 種不同振型的諧波峰。該方法不受激振器的轉速范圍限制,對激振點和 拾振點無特殊要求,能夠處理亞共振無法處理的高 剛性、高固有頻率工件,能夠滿足對尺寸精度要求高的工件,振動噪聲低,在機械行業的覆蓋面已達到100%。

頻譜諧波振動時效技術的原理:

頻譜諧波振動時效技術是通過傅立葉分析方法對金屬工件進行頻譜分析,找出工件的幾十種諧波頻率,從中優選出效果最佳的幾種諧波頻率進行處理,達到多維消除殘余應力的目的,提高尺寸精度及穩定性,防止其變形、開裂,廣泛應用于機械制造業金屬工件鑄、鍛、焊以及機加后的殘余應力消除和均化。

通過傅立葉分析,不需掃描,在100HZ內尋找低次諧波,施加合適的能量在多個諧波頻率振動,引起高次諧波累積振動產生多方向動應力,與多維分布的殘余應力疊加,造成塑性變形,從而降低峰值殘余應力,同時使殘余應力分布均化。

振動時效去應力工藝流程


在毛坯狀態下、粗加工之后、半精加之后用頻譜諧波時效的方式取代原來的熱時效,以消除材料和加工之后產生的殘余應力,提高尺寸精度穩定性,防止變形開裂。

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