液壓機(jī)機(jī)身大部分是鋼板焊接件。鋼板在焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力,而殘余應(yīng)力會(huì)影響液壓機(jī)整機(jī)精度和性能,如何消除殘余應(yīng)力,是生產(chǎn)過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。
過(guò)去,通常采用熱時(shí)效來(lái)消除殘余應(yīng)力,消除率可達(dá)到50%-60%,去應(yīng)力效果比較好。但操作過(guò)程不規(guī)范,就達(dá)不到消除應(yīng)力的效果。
振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力方法與熱時(shí)效一樣,都靠激發(fā)分子活動(dòng),使金屬內(nèi)晶界發(fā)生位移,從而達(dá)到消除應(yīng)力或使應(yīng)力均化的目的。鋼板在焊接過(guò)程中因受熱不均勻,導(dǎo)致焊接件內(nèi)產(chǎn)生大量的應(yīng)力。由于金屬受熱不均勻,晶粒破碎拉長(zhǎng)及位錯(cuò)等晶格缺陷顯著增加,使金屬的內(nèi)能升高,晶粒處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)輸入一定數(shù)量級(jí)的機(jī)械能時(shí),金屬構(gòu)件大量吸收能量,使分子的活動(dòng)被激發(fā),破碎的晶粒通過(guò)再結(jié)晶形成新的等軸晶粒。當(dāng)被振構(gòu)件其內(nèi)能不消耗或不吸收激振力時(shí),使產(chǎn)生共振,處于共振時(shí)的金屬構(gòu)件,已失去全部?jī)?nèi)能,去消耗附加的激振力,從而使金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力得以消除或均化。
某液壓機(jī)生產(chǎn)商就是采用南京聚航科技有限公司的JH-600交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備來(lái)消除均化工件的殘余應(yīng)力。振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效相比,具有投資少、生產(chǎn)效率高、周期短、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染等許多優(yōu)點(diǎn),并可在加工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。其工作原理是:由工件、支撐和激振器構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),激振器產(chǎn)生的周期性作用力使該系統(tǒng)產(chǎn)生受迫振動(dòng),若作用力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí),工件就會(huì)產(chǎn)生共振,從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得到降低或均化。
進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
1. 要選擇合適的激振器。為避免產(chǎn)生噪音,盡量選用較大的激振力和降低的頻率來(lái)激起工件的低頻響應(yīng)。
2. 要選擇適當(dāng)?shù)募ふ顸c(diǎn)和支撐點(diǎn)。激振力應(yīng)≤70MPa,激振次數(shù)一般為4-5*105次。如選用的激振器固有頻率為50Hz,則工件的激振時(shí)間只需15-40min,極大降低了振動(dòng)處理時(shí)間。
經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后,金屬構(gòu)件常規(guī)的機(jī)械性能沒(méi)有變化,殘余應(yīng)力降低了50%-80%,比熱時(shí)效效果好,從殘余應(yīng)力的分布來(lái)看是趨于均化。金屬構(gòu)件的疲勞性能提高了20%,其變形是熱時(shí)效的2/3,是未經(jīng)處理的1/6。殘余應(yīng)力最大值的下降和均化,對(duì)提高金屬構(gòu)件幾何精度的穩(wěn)定性起到很好的作用。
通過(guò)對(duì)工件的實(shí)測(cè)表明,振動(dòng)時(shí)效和熱時(shí)效一樣,均能顯著降低殘余應(yīng)力的最大絕對(duì)值,使殘余應(yīng)力的值域明顯減小。殘余應(yīng)力分布區(qū)域均化,這對(duì)提高工件的幾何精度的穩(wěn)定性也十分有益。大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明,振動(dòng)時(shí)效工藝是可行的。