VIBRATIONSBEHANDLUNG

Vibrationsbehandlung – zum Abbau der Eigenspannung in Materialien

Im Rahmen der Ausbreitung der Dienstleistungen unserer Gesellschaft bieten wir u.a. eine perspektivische Methode im Bereich der Vibrationsglühbehandlung von Produkten an.

• Schweiβstücke
• Gussstücke
• Schmiedestücke

Beschreibung der Methode:

Die Grundlage der Methode der Vibrationsbehandlung ist das Verfahren, bei dem das Teil zum Schwingen gebracht wird und in Folge dessen es zur Resonanzfrequenz kommt. Die dabei eingetragene mechanische Energie ruft elastische Deformationen hervor. Bei diesen Deformationen wird die Grenze des Gleitens vom Material an Stellen der Spannungskonzentration überschritten. In Folge dessen entsteht eine plastische Deformation, kommt es zur Spannungsverschiebung und zu einer allgemeinem Spanungsrückgang. Die Hauptwirkung der Vibrationsbehandlung ist die Verhinderung der Deformation des Teils nach seiner Bearbeitung oder seiner Belastung im Betrieb. Die Vorteile gegenüber anderen Methoden vom Abbau der Restspannung sind ein niedriger Energieverbrauch und eine kurze Bearbeitungszeit.

Vibrationsanlage:

Die Anlage besteht aus einigen Grundteilen, und zwar:

• Motor mit Excenter (Quelle der Vibrationen) - von einem Motor angetriebener Rotationsvibrator mit elektrischer variabler Geschwindigkeit,
• Steuerschrank - speist den Vibrator, der Vibrationen bestimmter Frequenz generiert,
• Steuereinheit - reguliert die Geschwindigkeit des Motors, bestimmt und zeigt die den Betrieb betreffenden Werte an, zeichnet sie auf und berechnet die Resonanzfrequenz des Teils, das bearbeitet wird,
• Vibrationsdämpfer - Stützungen, die zur Isolation des Werkstücks und zur Verhinderung der unerwünschten Energieübertragung dienen,
• Vibrationssensor - nimmt die Amplituden von Vibrationen auf,
• Spannklemmen - werden zur Befestigung des Vibrators am Werkstück benutzt.

Anwendungsbereich der Vibrationsbehandlung:

• Teile der kleineren Abmessungen und der Formen, die auf dem Vibrationstisch entweder anzuschweiβen oder mit Hilfe Spannklemmen zu befestigen sind,
• Teile aus vielen Sorten von Gusseisen, Stahl mit niedrigem Kohlenstoffinhalt (mit Ausnahme von kaltgeschmiedetem Stahl), austenitischem Stahl, härtbarem Stahl im Glühzustand oder anders wärmebehandelt, von Legierungen, die nicht zu wärmebehandeln sind,
• zum Zwecke des Erreichens von maβstabilen Schweiβ-, Guss- und Schmiedestücken,
• nach der Wärmebehandlung vom Schweiβstück (lokales Glühen, Flammrichten).

Diese Methode wird als Zertifizierungsprozess bezeichnet. Bei der Vibrationsbehandlung werden bestimmte Vibrationswerte beobachtet und folgend aufgezeichnet. Es handelt sich um die Lagen von Gummiunterlagen unter dem Schweiβstück und von der Befestigung des Vibrators, um die Drehzahl der Resonanzniveaus, um die Vibrationszeit, die Senkung der Drehzahl der Resonanzniveaus nach der Vibrationsbehandlung usw. Auf Grund dieser Werte wird ein technischer Bericht über die Vibrationsbehandlung des Schweiβstück erstellt, der der technischen Dokumentation beigefügt wird.

Vorteile:

Bei der Einführung der Vibrationsbehandlung in die Produktion war es notwendig, den Einfluss der Vibrationen auf die Gebrauchseigenschaften der Schweiβverbindungen, Stahlkonstruktionen, Gussstücke und Schmiedestücke zu überprüfen. Auf Grund dieser Untersuchung hat sich das Folgende ergeben:

• Reduzierung der Restspannung, die durch Vibrationsbehandlung um 30 bis zu 70 % gesenkt werden kann,
• Erreichen der Form- und Maβstabilität der Teile in der gewünschten Gröβe,
• Senkung der statischen und Ermüdungsbelastung der Schweiβverbindungen im Vergleich zu ungeglühten Schweiβstücken,
• geringe Erhöhung der Kerb- und Bruchzähigkeit.

Es wurde weiter festgestellt, dass die Produktionskosten für die Vibrationsbehandlung nur 5 % von Kosten für die Glühbehandlung betragen. In der Produktionskosten für die Glühbehandlung wurden die Anschaffungskosten der Anlage des Glühofens nicht berücksichtigt, wobei der Preis des Glühofens wesentlich höher als der Preis der Vibrationsanlage ist. Auch der Energieverbrauch der Vibrationsanlage mit Leistung von 2 kW bei der Vibrationsbehandlung in der Länge zirka 15 Minuten ist im Vergleich mit Energiekosten des Glühofens unerheblich. Ebenfalls die Bedienungskosten und Kosten für die Manipulation mit dem Schweiβstück sind im Vergleich mit langfristiger Glühbehandlung erheblich niedriger.

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