振动时效技术在建材机械领域的应用

振动时效技术在建材机械领域的应用【摘要】振动时效工艺是当前科学发展的过程中，利用先进的科学技术结合当前建材机械进行综合性的技术加工过程，是工程材料中最常用的一种，更是消除材料内部参与营内的主要方法法和措施。其在工作的过程中是通过振动力来对工件内部残余进行清除的过程，是取代传统的自然时效和热时效的一种新技术，被广泛的应用在各种铸件、锻件和技术焊接的过程中。其在使用的过程中能够有效的保证工作的精确度和精准性，为各个行业奠定基础和提高其经济效益和前提保证。

【关键字】振动时效建材机械焊接

振动时效，是上个世纪80年代由美国引入我国的加工技术和施工措施，主要是通过专业的振动时效设备，对机械加工进行共振施工的一项措施和基础，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位，在当前施工的过程中，采用振动技术对工件内部进行加工，通过其内部的变化来对其进行围观的塑造和外形的改变，避免其在施工的过程中出现各种问题及其缺陷。从而保证工件在施工的过程中其各个尺寸和质量的精确化、稳定化，保证其施工的效果，控制器施工措施与施工技巧是主要的手段与方法。

l 振动时效的机理

振动时效是通过振动的形式给各个机械在施工的过程中施加一个动力，对金属进行各种加工的过程中使得其能够通过这种动力和机械本身的质量叠加之后达到高水准的控制过程。金属工件经过各

种加工后，工件内部应力重新分布，打破了在使用的过程中各种力度的不平问题，成为施工过程中的宏观控制和局部控制弹性、塑性变形的过程。由于其在工作的过程中打破物体内部的应力平衡，形成暂稳态不平衡应力系统，因此会随着时间、温度、外力等条件变化逐步出现各种变形，使其在发展过程中达到平衡状态，防止各个零件和工件开裂的状态，稳定其尺寸与精确度成为加工的主要目标和目的。

目前各国采用的振动时效工艺，大多数是共振时效。这种工艺已经逐步的被生产加工企业应用，成为当前各种金属加工中的主要手段，也是其在使用过程中的前提与基础，其在使用的过程中，结合当前先进的技术和控制手法进行相应的措施理解，通过振动设备的控制部分，根据工件的大小和形状调节激振力，根据工件需要的类型来调整其频率的大小，使频率与感应器中的相互一致，在这种状态下持续振动一段时间，即可达到消除应力、稳定尺寸精度的目的，从而增加施工过程中的质量控制手段和控制方法。

1 l残余应力产生的原因

振动时效消除残余应力就是将激振器紧紧固定于工件上施加机械振动，是通过将需要加工的工件放置在橡胶块或者其他弹性支撑上，防止在加工的过程中由于地面或者其他因素对振动产生阻碍作用。其在频率的调节中更是一个非常重要的施工过程，是实现振动控制的主要方法与手段，更是其控制的前提与基础。由于在加工的过程中，整个设备消耗电能很低，一般不超过1kw，对于大多数工

件，需要的时间都是非常短暂的，因此在加工中要对工件的尺寸进行稳定的精度要求和提高其精度的前提与质量基础。

(1)由于在加工的过程中机械产生各种不均匀的力度和形态，造成在加工的过程中各种参与应力以及参与模式成为当前加工的主要影响因素与特点，不利于加工的正常进行。

(2)由于温度不均造成的局部热塑性变形或相变作用引起在加工中各种不均匀塑性和器材中各种问题产生，形成加工中的参与应力。如铸造、焊接等。

1.2残余应力对构件的影响残余应力对构件的影响主要有以下几点：

(1)在器械进行加工的过程中，要采用各种先进的加工技术和手段对器械进行相应的处理，当工件内部具有拉伸残余应力时，残余拉应力对工件的疲劳破坏起加速作用，将会降低材料的拉伸屈服极限，提高器械在使用的过程中压缩应力的极限，提高运行效率和加工质量。

(2)当工件内部具有压缩残余应力时，残余应力会通过各种方式来增加材料在加工过程中的拉伸屈服的极限，降低材料在使用过程中的屈服极限，提高加工机械的使用质量与寿命。

(3)残余应力是一个不稳定的应力系统，当工件受到外力作用时，由于作用力与残余应力的相互作用，可使某些局部呈现塑性变形，使系统应力重新分布，当外力去除时，整个工件产生变形或裂纹。所以残余应力影响加工后的工件精度，并可能产生永久性破坏

作用。

从宏观上讲，在金属加工的过程中，振动时效在其中的应用是广泛的，但是应用的过程中各种工艺也是不可忽视的过程。在振动时效的应用过程中，其随着各种参数的不同会出现各种问题的不同模式，主要有假时效，误时效和过时效三种，假时效是由于在工件加工的过程中未能够发生共振的关系导致工件摆动不规律或者不摆动，一直与在加工的过程中误导操作员进行加工和施工判断。误时效是工件虽然产生了共振，但是由于振型与需要的工件不一致，致使不能满足工件加工的需求；过时效是由于工件采用的时效参数是一种不符合当前情况和盲目的预置参数的过程，对工件加工有着严重的影响.

振动时效又称振动消除应力法，是将工件（包括铸件、锻件、焊接结构件等）在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，消除其残余应力，使尺寸精度获得稳定的一种方法。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。

振动时效的实质是以振动的形式给工件施加附加应力, 当附加应力与残余应力叠加后, 达到或超过材料的屈服极限时, 工件发生微观塑性变形, 从而降低和均化工件内的残余应力, 并使其尺寸精度达到稳定.

在工件上施加附加应力的方法有很多种。施加静力或静力矩也可得到消除应力、稳定精度的效果，这就是静态过载法以动力形式

施加的附加应力也可以是冲击、随机振动或周期振动，周期振动中包括共振。

2 振动时效设备的发展状况

我国近年来在振动时效的研究与应用方面也取得了长足的进展。实际使用情况表明，经过振动时效的工件尺寸精度稳定性良好，振动时效费用仅为热时效的10%左右，能源消耗不到热时效的5%。由于振动时效的技术经济效果日益显著，其应用范围也不断扩大。在机械制造、航空、化工器械、动力机械等行业中，用钢、铸铁、有色合金等材料制造的各类零件成功地采用了振动时效。在工件上施加附加应力的方法有很多种。施加静力或静力矩也可得到消除应力、稳定精度的效果，这就是静态过载法以动力形式施加的附加应力也可以是冲击、随机振动或周期振动，周期振动中包括共振。

在本世纪五十年代前后，随着现代科学技术的发展，振动理论、测试技术和激振设备都得到迅速发展，从而发现，在工件的共振频率下进行振动，可以缩短振动处理时间，消除应力和稳定精度的效果更好，能源消耗也最少。同时出现了相应的振动设备。

3振动时效在加工过程中的特点

振动时效是当前金属和工件加工的主要手段，其在加工的过程中是一个非常重视加工效率和加工质量的过程，因此其在加工的过程中要通过各种手段对其质量和效率进行提前的预测和控制，通过对其特点的研究来提高其控制方式的主要手段。振动时效在加工的过程中主要的特点有以下几点：