滑塊是壓力機的重要部件,是由鋼板焊接而成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,剛度較大。焊接過程中會產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力,所以需要進行消除應(yīng)力。傳統(tǒng)的消除應(yīng)力方法是采用熱時效,但熱時效耗時耗力,且處理后工件的尺寸穩(wěn)定性不好。本次試驗主要是采用振動時效和熱時效兩種方法消除應(yīng)力,并對其前后的殘余應(yīng)力進行測試分析,對比兩種方法的優(yōu)劣勢。
振動時效工藝
設(shè)備選擇:采用聚航科技生產(chǎn)的jh-300a全功能頻譜振動時效裝置,該設(shè)備有頻譜諧波時效技術(shù),操作簡單,功能齊全,可在線打印時效曲線。
工件選擇;本次測試選擇兩件滑塊,材質(zhì)為q235a,質(zhì)量達6.5t。分別進行了振動時效和熱時效。
振動時效工藝;根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點,采用四點對稱支撐,激振點設(shè)置在工件下部一端,拾振點放置在工件的側(cè)壁上。用4、5檔振動20min。
熱時效工藝
熱時效規(guī)范規(guī)定升溫速度30.5℃/h,升到600℃,保溫9h,然后以22℃/h速度降溫,降至150℃出爐。
殘余應(yīng)力測試方法
采用盲孔法對熱時效、振動時效前后的殘余應(yīng)力進行測試,根據(jù)工件的焊接應(yīng)力和受力情況,在兩個工件同樣的主焊縫上選擇5個測試點。儀器采用聚航科技的jh-30殘余應(yīng)力測試儀,按鍵操作,數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù),操作簡單,在線打印數(shù)值。
尺寸穩(wěn)定性測試
兩個工件選擇同樣的8處測試尺寸,選擇原則是影響機床精度的主要部位,他們分布在平面和軸孔間,精加工后進行*一次測試,放置20天后進行第二次測試,觀察其尺寸變化。
結(jié)果
1.從振動幅頻曲線來看,振后共振峰值上升,時間曲線下降后扁平,這都是工件殘余應(yīng)力下降的標志。振動時效后殘余應(yīng)力平均下降率達40%。熱時效后實測的殘余應(yīng)力,平均下降率達50%。
2.振動時效放置20天的尺寸變化量平均為0.0212mm,而熱時效的尺寸平均變化量可達0.0294mm,振動時效尺寸穩(wěn)定性明顯優(yōu)于熱時效。這主要是因為振動時效能提高工件的抗變形能力。熱時效雖然能得到較高的消除應(yīng)力效果,但由于高溫處理,會使工件軟化,降低強度,減弱抗變形能力,在一定意義上說,這些都是不利因素。
3.經(jīng)計算,振動時效的電力消耗加其他費用2.67元/t,而熱時效的熱消耗加綜合費用為450/t。結(jié)果證明,振動時效比熱時效更經(jīng)濟。
綜上所述,兩種時效方法都可以消除均化殘余應(yīng)力。但振動時效更節(jié)省成本、省時省力,且尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于熱時效。所以振動時效工藝可用于壓力機滑塊的應(yīng)力消除。