频谱谐波时效技术进化论——访北京翔博科技有限责任公司销售总监储庆华女士

北京翔博科技有限责任公司是一家中外合作企业,拥有目前全球最先进的频谱谐波时效专利技术。研制生产的"领航者频谱谐波时效专家系统"解决了振动消除应力技术起源几十年未解决的障碍性难题,可逐步取代以消除应力为目的的热时效技术。频谱谐波时效技术是通过傅立叶分析方法对金属工件进行频谱分析,找出工件的几十种谐波频率,从中优选出效果最佳的五种不同振型谐波频率进行处理,达到多维消除残余应力的目的,提高尺寸精     

超声振动时效可行性分析及实验研究

经过冷、热加工的金属零件表面和内部会存在残余应力,目前消除残余应力的振动时效技术主要是频率低于200Hz的低频振动,而对高频振动时效(大于1000Hz而小于15kHz)和超声振动时效(15kHz以上)的研究很少。对于固有频率较高的小型工件进行有效的时效处理成为目前亟待解决的问题之一。利用压力机对小型杆件施加集中荷载来模拟残余应力的形成,通过对超声振动激振应力计算和实验杆件中残余应力的计算,并从超声振动时效原理上进行实验的可行性分析。最后进行实验分析,即利用残余曲率计算出残余应力并进行时效效果分析,结果表明超声振动时效对小型工件的残余应力的消除有很明显的效果。为以后的超声振动时效研究奠定了理论及实验基础。     

基于VB和Matlab混编的振动时效系统研究

针对现有部分振动时效控制系统存在的灵活性差、自动化程度低等问题,对振动时效系统中的数据采集、激振电机控制、变频器控制等方面问题进行了研究,对频谱分析法判定工件固有频率的理论依据进行了推导。采用VB和Matlab混编构建了振动时效控制系统,结合数据采集卡、变频器和激振电机等,开发出了振动时效系统。设计了包括数据采集模块和激振电机模块等硬件系统以及包括人机交互界面、扫频模块、频谱分析模块和时效处理模块的控制系统。利用振动时效前后残余应力实测对比法,对振动时效效果进行了定量评定。研究结果表明,经过该系统处理的试件残余应力平均下降了46.62%,达到了振动时效消除残余应力标准,证明了系统的有效性;并且该系统开发周期短、自动化程度较高。     

超声波冲击处理在消除装载机动臂焊缝残余应力中的应用

对装载机动臂中的焊缝进行消除残余应力试验,得出振动时效方法可以消除焊缝30-50%的残余应力,而采用超声波冲击的方法可以100%消除焊缝中的残余应力,并植入有益的压应力。在实际生产过程中,可以采用振动时效+超声波冲击的方法消除工件中的残余应力,即先用振动时效整体消除工件残余应力,然后再利用超声波冲击的方法对关键焊缝进行消应力处理。     

应用频谱谐波时效技术消除齿轮箱零件加工中应力的研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理,通过频谱谐波时效技术消除应力工艺试验,验证了频谱谐波时效技术在齿轮箱零件加工中的消除应力控制变形的有效性。     

频谱谐波时效技术在机床零件加工中消除应力方面的应用研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理，通过传统亚共振时效消除应力与频谱谐波时效技术消除应力的对比工艺试验，验证了频谱谐波时效技术在机床零件加工中的消除应力控制变形的有效性。     

频谱谐波时效消除焊接结构件应力的工艺研究

对频谱谐波时效工艺代替热时效工艺降低、均化工件残余应力,保证焊接结构件生产过程中尺寸的精度和应用中可靠性进行论证、试验,阐述了频谱谐波时效的定义及作用,给出判定振动消除应力效果有效原则。     

频谱谐波时效在风电球磨铸铁件中的应用研究

介绍了频谱谐波时效技术在去应力处理效果和保持尺寸精度稳定性方面的作用,对风电球墨铸铁材料工件(样件)处理后,经对残余应力和工艺变形量测定表明,此技术可以替代以消除应力为目的热时效工艺,达到防止工件变形、开裂、提高工件尺寸精度和尺寸稳定性的目的。     

北京翔博助力“天宫一号”

北京翔博科技有限责任公司专利发明的采用频谱谐波原理的“新式振动时效”创新技术,继成功应用于“嫦娥二号”关键零部件后,2011年9月29日发射的“天宫一号”再次采用频谱谐波时效技术对多个关键零部件（含环形对接框6个等）进行残余应力消除,并与2011年11月1日发射的“神舟八号”于2011年11月3日实现了首次成功接吻对接。     

频谱谐波时效技术与热时效的比较研究

通过频谱谐波时效与热时效在去应力率,稳定工件尺寸精度,提高工件抗变形能力,从经济、环境效益和综合等方面的对比,体现频谱谐波时效技术的优越性,用试验和数据证明频谱谐波时效可以完全取代以消除应力为目的的热时效。     

一种新型时效方式在压力机机身上的应用

分析了传统热时效去除压力机机身焊接残余应力的缺陷,介绍了频谱谐波时效的技术特点与优点,用试验和数据证明频谱谐波时效的效果,验证了频谱谐波在去除压力机焊接机身残余应力的可行性。     

频谱谐波时效技术在立式车床中的应用

零件在制造加工过程中,由于受到热、冷、切削加工等作用,会在工件内部产生残余应力,致使工件内部应力发生变化,处于一个不平衡的状态,使工件产生变形、扭曲、裂纹、降低疲劳强度等质量问题。大多数企业都采用过自然时效、热时效、振动时效等措施来降低和均化工件的内应力,以保证工件精度的稳定性。本文阐述了频谱谐波振动时效在我公司生产的焊接结构件上应用所取得的良好效果以及与亚共振时效方式的对比结果。     

振动时效机理研究

通过分析、对比热时效和振动时效两种时效机理 ,揭示两者在调整宏观残余应力上的本质是类同的 ,都是通过塑性变形减少金属残余弹性应变从而达到宏观残余应力的释放 ,只是产生塑性变形所用手段不同。同时从两种时效时金属内部组织的不同变化 :热时效减少晶格畸变、振动时效使金属组织进一步细化 ,位错密度增加 ,揭示振动时效与热时效在工件尺寸稳定性方面的差异。最后得出结论 :在许多场合振动时效和热时效同样可行且振动时效的尺寸稳定性、抗疲劳强度极限更优于热时效     

4Cr13量具钢残余应力测定分析

从尺寸稳定性着手,针对4Cr13马氏体不锈钢200℃回火20小时、120℃回火70小时、振动时效三种时效处理工艺,用X射线衍射测量分析其表面残余应力的分布情况。结果表明,从消除残余应力的角度看,热时效比振动时效具有显著的效果,200℃回火20小时工艺较120℃回火70小时工艺具有显著的效果。     

TECHNOLOGY OF QUANTITATIVE ANALYSIS ON VIBRATORY STRESS RELIEF BASED ON ULTRASONIC TIME-OF-ARRIVAL METHOD

0 INTRODUCTIONVibratory stress relief (VSR) is a technology to eliminate theresidual stress of workpieces with the method of applying thevibration of certain frequency on them. In practice, VSR not onlyconsumes less energy but also rectifies the welding d…     

振动时效对结构件材料表面完整性的影响

为揭示平台式振动时效对结构件材料表面完整性性能——表面残余应力、硬度及微观组织的影响,以7075铝合金薄壁件为研究对象,运用ANSYS构建平台式振动时效(vibration stress relief, 简称VSR)有限元模型,通过模态分析获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将3个薄壁框架件置于平台不同位置进行VSR处理,得到其试样表面应力的松弛效果。结果表明：亚共振频率为112 Hz时,在激振源的中间位置和最大振幅位置处试样应力释放效果最好,其应力释放率最大为27%;电子背散射衍射（electron backscattered diffraction,简称EBSD）电镜观察发现,时效后表面组织晶粒存在明显取向区变化,晶粒成长带来能量的变迁以及位错的增殖,再结晶晶粒的增多提升了表面性能,使得材料表面硬度得到10%~17%的强化。研究表明,平台式振动时效能够改变和优化材料表面完整性。     

振动时效技术在工程机械结构件上的应用

介绍了产品验证振动时效技术的过程,明确了振动时效技术对结构件尺寸稳定性的影响,振动噪声的大小对环境的影响,对振动时效技术在工程机械结构件上的应用,有一定借鉴作用。     

Evaluating the effectiveness of vibratory stress relief by a modified hole-drilling method

In this paper, a modified through hole-drilling method is developed to evaluate the effectiveness of the application of vibratory stress relief (VSR). The principal residual stresses at any specified point before and after the treatment of VSR are measured by this method with the same cemented commercially available three-element strain gauge rosette. By comparing the magnitude of the measured results, the effectiveness of the treatment of VSR can thus be determined. Thin butt-welded specimens are prepared to verify the accuracy of the modified hole-drilling method compared to that of the conventional hole-drilling method. The experimental results show that the percentages of the relative errors between these two methods are all within 2.9%. Therefore, this modified method shows good accuracy in the determination of residual stresses before and after VSR. Meanwhile, the maximum principal residual stresses at the measured points are effectively reduced by about 5.8% to 27% after the application of VSR, and the minimum principal residual stresses at the measured points are effectively reduced by about 9.6% to 31%.