Proceduren för vibrations avspänning på svetsade och gjutna konstruktioner

Transkript

1 Proceduren för vibrations avspänning på svetsade och gjutna konstruktioner Dimensionerande tillverkning utan material förstöring.

2 Vad är VSR processen. Det är en metall fysikalisk process där Arbetsstycketn skall stabiliseras i rätt dimension. Vid en viss vibrations behandling med diskret frekvens förlorade arbetsstycken, i storlek från 100 kg upp till 200 ton, deras kritiska lutning, under och efter den mekaniska arbetet så att inga låga toleranser kan, eller endast med mycket hög finish behållas. Därför rättfärdigas de sparade kostnaderna med de många fördelar sammanbundna med avseende att ersätta avspänningsglödgning. Hundratals av dessa vibrationssystem är i bruk sedan 1975 över hela världen. Med ständigt ökande kvalitetskrav och motsvarande ny teknik, har gett anledning till utvecklingen av en ny maskin-och programvara, som skulle införas under produktnamnet VIBMATIC och skulle knytas till användningen av de senaste modellen. MX800 och FOURIERMATIC KD 16. Hur fungerar VSR processen. Mikroprocessor programmet för VIBMATIC styrenhet använder Fourier-typ metoden för att bestämma den optimala behandlingen frekvenser hos komponenten eller arbetsstycket. På detta sätt, får man ett maximalt antal vibrations villkor uppnådda i de enskilda zonerna av komponenten. Materialet knådas optimalt och stabiliseras mot tidigare instabil tillstånd. Delarna blir inerta och kan inte längre sedimentera och förvrängs som ett resultat av spänningar i bearbetningen. Expansion områden restspänning första andra och tredje ordern och som mikroeller makro-spänning. RE-arrangemang av kolatomer vid iterim gitterpositioner

3 Interna spänningar i makro-området men även i mikro-serien, som är omkastade, jämnas ut, minskas och stabiliseras. Detta kallas även avspänning. Kommer inre makro spänningen tas bort eller byggs upp under bearbetning eller användning. Instabila interna micro- spänningen i materialet kan reagerar genom att deformera i en egen riktning. Materialet förvrängs och sprickor kan bildas. Med ett vibrations avspänt arbetsstycke, är detta nästan okänt eftersom gitter matrisen i materialet har dimensions stabiliserats. Med denna typ av stabilisering, blir medel makro spänningens nivå i stort sett oförändrat. Detta har varit ett av de mest vetenskaplig undersökta och är användbart för att visa effekten av påfrestning, lättnads glödgning. Men den inre micropåfrestningen som uppstår vid dislokation, håligheter, interstitiella atomer, blandade kristall inneslutningar och korn gräns defekter förs in i jämvikt, långt under normala avkastningen av processerna för införlivande i gittret och genom lokala flöden. Arbetsstycket blir formstabilt och extremt resistant mot deformation. Skapa eller ändra latlice stress Olika gitter defekter arrangerade i punkter, linjer och tredimensionella former 1. Vakant 2. Inter gitter atom 3. Substituerad extern atom 4. Jämvikts atom 5. Steg dislocation 6. Liten vinkel korngränserna 7. Ensam atom externt atomlager 8. Trubbig vinkel korngränser

4 Huvud fördelarna med VSR processen är på följande sätt: Dimensionell stabilitet för arbetsstycken är uppnått, vilket oftast är lika bra som, eller i de flesta fall bättre än den som produceras genom avspänningsglödgning, dvs deformationen beteende är lika bra eller ännu bättre. Vibrations processen resulterar i betydligt mindre störningar under avspänning än vid glödgning. Energiförbrukningen är mycket låg jämfört med glödgning. Det sparar resurser och minskar kostnaderna. Behandlingstid cirka 30 minuter är kort. Vibrationer i arbetsstycket utförs normalt i det skick som levereras och före den slutliga bearbetningen. Arbetsprocesser som glödgning, transport, avkalkning, luftning och korrigera snedvridning, är onödiga. Arbetsstycken på 100 kg till över 200 t kan behandlas genom VSR process, som är lämplig för bland andra alla svetsade, valsade, smidda och gjutna delar från alla vanliga stål och järn material Snedvridningar och sprickor under svetsning, eller reparation, kan minskas eller undvikas Den mekaniska kvalitetens värden, t.ex. COD kan förbättras Det finns gränser för denna metallfysiska process, t ex för användning mot spännings sprickor, korrosion sprickor på grund av dynamiska service belastningar och väte försprödning, har ännu inte slutligen bestäms, även om många positiva indikationer för en framgångsrik VSR ansökan redan är tillgängliga. Hållfasthetsvärden förblir oförändrade. Dynamiska sprickor kan inte ske eftersom behandlingen är för kort och vibrationslaster och amplituder är alldeles för låga Stora besparingar är möjliga genom rationalisering, kvalitetsförbättringar, reduktion av skrot och kortare tillverkning, eftersom delar som tidigare inte skulle ha glödgats, av kostnadsskäl, kan nu också genomgå behandlings avspänning Omfattande forsknings litteratur om vibrations avspänning kan erhållas genom BAM i Berlin, bland annat VSR processen är en enkel och tillförlitlig process för att eliminera problem med stress i rostfritt och duplexstål

5 VSR behandling förfarande Arbetsstycket placeras på gummifötter så att den kan vibrera. Vibratorn och accelerometrar är fastklämda till en punkt som bör vara så styv som möjligt, varvid vibratorn bör, om möjligt, inte vibrera parallellt till en av de viktigaste axlarna. På detta sätt, når vågens energi till alla delar av arbetsstycket bäst. Man undviker också uppbyggnaden av lokala vibrationer av stora amplituder som kan bli farligt efter en tid. Vibratorns hastighet ökas automatiskt av processorns kontrollenhet. Genom signalen till accelerometrarna, behandlingsgruppernas frekvenser, som är tillämpliga på arbetsstycket (upp till 100 Hz), analyseras tillsammans med de övre frekvenserna (upp till 2 khz), och utvärderas av mikroprocessorn och registreras Dessa behandlingars frekvenser bestäms, som orsakar ett maximalt antal på övre amplituder, vilket resonans produceras i ett maximalt antal områden av arbetsstycket så att arbetsstycket avspänns. Samtidigt, är den aktuella strömförbrukningen av vibratormotors frekvenser lagrade De värden som beskrivs ovan visas grafiskt och alfanumeriskt, varigenom tiden också beaktas. Vibration utförs sedan på de bestämda frekvenser tills vibratorns strömförbrukningen sjunker till en ny lägre nivå och förblir konstant. Minskningen av motorströmmens förbrukning ligger i allmänhet inom ett klingade av 5% till 50% under de föregående figurerna. Om så erfordras, kan den automatiska styrningen ersättas av manuell drift. Behandlingstiden är upp till 30 minuter. Arbetsstycket är stabiliserat och kommer att deformeras endast inom mycket små, acceptabla gränser under efterföljande bearbetning, vanligen mycket mindre än med avspänningsglödgning. Behandlingen utförs på arbetsstycket i, initialtillstånd, dvs som arbetsstycket levererades och bör vid behov upprepas innan efterbehandling där mycket snäva toleranser måste uppfyllas. Skrivaren kommer att skriva ut en behandling protokoll som visar behandlingsdata som bevis för att vibrations avspänning har genomförts.

6 Utrustning design Styrenhet VIBMATIC: (Pos. 1) Användningsområden Anvisning före och efter bearbetning Anvisning om svetsning Industri-PC med hårddisk CD-ROM-enhet 3 1/2 diskettstation 12 "LCD-färgskärm Knappar och musmatta frekvensomvandlare motorstyrning Accelerator-kort Datorn har ett modem med ISDNanslutning, för att erhålla vid behov uppdatering av programmet eller utvärdering stöder online av serviceföretag eller direkt av tillverkaren. Tillbehör: 2 Accelerometer Pos.2 (inkl. kabel och fixering) 2 Fastställande klämma Pos. 3 4 Vibration kuddar Pos. 4 1 Färgskärm Pos. 5 1 Vibrator med frekvensstyrd motor 3-fas Pos.6 1 Stroboskop Framför allt, hindrar VSR processen materialet från att deformeras, under och som ett resultat av bearbetning. Det är stabiliserat, möjliggör att exakta toleranser kan uppnås. Behandlingen är så snabb och lätt att fler delar nu kan vibreras än som tidigare var glödgat Man känner sig tryggare och kan skära bort större mängder metall under bearbetning, utan rädsla för kritiska deformationer skall uppstå. Anvisning om böjning. Med höghållfast konstruktionsstål ger vibrerandet större seghet. Detta gör materialet lättare att böja utan att vara bundet till de tekniska värdena av materialet. VSR-processen kan ofta minska deformationer och härdning av värmepåverkade zoner som uppstår under svetsning. Kritiska stål, t ex de vatten belagda, inte spricker längre, eftersom stelnings förutsättningarna ändras och svetsningsspänningar är lägre. Anvisning under glödgning Även om värmebehandling skulle vara nödvändigt av metallurgiska skäl kan ovanstående vibrationer minska deformationen som uppstår under glödgning. Vibrationer under eller efter glödgning förbättrar resultaten också. Vibration istället för glödgning. Som en fysisk process för behandling av metall kan vibrationer inte alltid ersätta de metallurgiska effekterna av glödgning. Aldrig mindre, det finns många skäl till att inte hybridiserar, se exempel AD publikation för tryckkärl HP 7/2 "Värmebehandling av ferrit stål". Vibrationer kan avsevärt förbättra svetsade oglödgade tillstånd

7 Material De flesta material i maskiner och processapparater inom industrin kan avspännas av vibrationer. Det finns endast mycket få exempel för vilken processen inte är lämplig. Det finns också knappast några begränsningar gällande storlek, form, eller sätt att tillverka, arbetsstycken. Lämpliga material. Grått gjutjärn, segjärn och gjutstål, olegerat, lågoch höglegerade ferrritiskt stål med normaliserat, härdat eller avspänt, glödgade strukturer, legeringar olämpliga för värmebehandling, som härdas genom partikel eller fas utfällning, eller av blandad kristallbildning i sammanhängande form. Dispersion eller utskiljningshärdning av material efter lösning, värmebehandling ingår också, liksom alla de ovannämnda materialen vid anslutning genom svetsning Delvis lämpliga material Martensitiska och austensiskt stål, liksom, legeringar av aluminium, nickel och titan, som härdas genom kall eller varm temperering. Olämpliga material Material som stärkts genom kallvalsning och därmed har starka matris snedvridningar. Den avgörande faktorn är graden av deformation, varvid värden större än 5% är oftast kritiska. Av denna anledning, är rör och bar material ofta olämpligt. Detsamma gäller även för material som har åldrats eller härdas genom inkoherent utfällning På grund av den starka interna relationen mellan arbetsstycket och vibratorn, bör arbetsstycket, om möjligt, väga 100 kg och i något fall mindre än 50 kg. Det är emellertid ibland möjligt att behandla flera lättare delar samtidigt, på en vibrations bänk. I detta fall bör en individuell process prövning göras, för att avgöra lämpligheten av vibrationsspänning med avseende på distorsion effekter. Arbetsstycken som väger mycket mer än 50 ton (200 ton) har framgångsrikt klarat vibrationens behandling. Större bitar kan behandlas från olika fastställda platser Avspänningsglödgning som en matallurgisk process minskar den höga första graden och andra gradens inre spänningar. Men många andra kvarvarande inre spänningar påverkas. Med vibrations avspänning, som en metall fysikalisk process är avspänningen bättre, särskilt i mikro området. Av denna anledning är de flesta delar som deformeras, mindre än genom glödgning och glödgade bitar kan förbättras genom additionlella vibrationer, om det görs med korrekt procedur.

8 VSR Exempel på applikationer

9 NBM AB, i Skärblacka, är generalagent för VSR, i Sverige. NBM AB har VIBMATIC vibrations avspännare till försäljning. (Offert lämnas) NBM AB utför vibrationsavspänning på verkstad, i Skärblacka. Vi åker också ut till kunder för att utföra vibrationsavspänning på plats. Vi arbetar över hela Sverige. Eftersom VIBMATIC är en ny produkt, i Sverige, finns inte många kunder, som referens. Siemens, Finspång har en anläggning och option på ännu en VIBMATIC. Fler kunder har visat intresse för VIBMATIC. Motala Verkstad, NOSS AB Norrköping. Kontaktinformation: NBM AB Tel: Kontor fax: mail: info@nbm-ab.se Hem Kontaktpersoner: Fredrik Kaihola VD Mobil fredrik@nbm-ab.se Ari Kaihola Marknad Mobil ari@nbm-ab.se Det går även att se produkterna på VSR hemsida :