振動時效機(jī)的處理技術(shù)能夠防止構(gòu)件在使用中出現(xiàn)的斷裂裂紋,對于金屬材料而言,該處理技術(shù)可用于碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼、低碳合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬等。對于工件的種類而言,可用于機(jī)械產(chǎn)品的大、中型基礎(chǔ)構(gòu)件,各種焊接結(jié)構(gòu)件,長度與直徑比的較大的軸類零件。對于大型的低壓力容器,國內(nèi)的一些試驗(yàn)已表明,只要采用合理的工藝參數(shù),可以代替熱時效,這將為壓力容器在消除焊接殘余應(yīng)力方面開辟一條新路,同時也擴(kuò)大了振動時效處理技術(shù)應(yīng)用范圍。對于工件的重量而言,從幾公斤的小型構(gòu)件至一、二千噸的海洋平臺等大型結(jié)構(gòu),均可采用該技術(shù)。只要根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式選擇構(gòu)件的振動處理參數(shù)和設(shè)備,就可達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。盡管該技術(shù)的適應(yīng)范圍如此的廣泛,但仍有它的局限性,這是由于受到裝置性能限制的結(jié)果。
振動時效機(jī)之所以能夠得重視,是由于它具有以下特點(diǎn):
投資少:與熱時效相比,它無需龐大的時效爐,可節(jié)省占地面積與昂貴的設(shè)備投資。現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的大型鑄件與焊接件,如采用熱時效消除應(yīng)力需建造大型時效爐,不僅造價昂貴,利用率低,而且爐內(nèi)溫度很難均勻,消除應(yīng)力效果很差。采用振動時效可以避免這些難題。目前對長達(dá)幾米至幾十米的橋梁、船舶及化工器械的大型焊接件,也多采用該技術(shù)。
生產(chǎn)周期短:自然時效需經(jīng)幾個月的長期放置,熱時效亦需經(jīng)數(shù)十小時的周期方能完成,而振動時效一般只需振動數(shù)十分鐘即可完成,而且不受場地限制,可減少工件在時效前后的往返運(yùn)輸。如將振動設(shè)備安置在機(jī)械加工生產(chǎn)線上,不僅使生產(chǎn)安排更緊湊,而且可以消除加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
使用方便:操縱流程簡單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動化,可避免金屬零件在熱時效過程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷,是目前能進(jìn)行二次時效的有效方法。振動設(shè)備體積小,重量輕,便于攜帶。由于振動處理不受場地限制,振動裝置又可攜至現(xiàn)場,所以這種工藝與熱時效相比,使用簡便,適應(yīng)性強(qiáng)。
節(jié)約能源:在工件的共振頻率下進(jìn)行時效處理,耗能極小。實(shí)踐證實(shí),功率為0.25-1馬力(1馬力=735.5W)的機(jī)械式激振器可振動150t以下的工件,故粗略計(jì)算其能源消耗僅為熱時效的3%-5%。