振动时效的工艺特点

　　振动时效仪的工艺简单，而振动时效的处理技术又成为消除应力，是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上，并将构件用橡胶垫等弹性物体支撑，通过控制器启动电机并调节其转速，使构件处于共振状态。约经20-30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的。

　　最近十多年来，国内使用振动时效设备处理方法消除残余应力，以代替热时效。由于这种方法可以降低或均化构件内的残余应力，因此可以提高构件的使用强度，可以减少变形而稳定精度，可以防止或减少由于热时效和焊接产生的微观裂纹的发生。特别是在节省能源、压缩周期上具有明显的效果，因此被许多国家大量使用。

　　近些年来，我们在振动时效技术的机理和应用研究上，都取得了较大的新进展。

如果正确选择时效设备

　　振动时效设备的应用逾越广泛，尤其在工业上的应用。所以很多企业在对振动时效设备的选型走路很多弯路，振动时效主要对工件的阻值应力均化、消除，从而防止工件变形，所以我们在选型可以从一下几个方面进行。

　　首先对时效设备选型从配件有电机(激振器)和传感器开始，电机质量的好坏将直接关系到设备使用寿命的长短，现今电机常用的有2种通用规格，20KN和30KN。电机业内质量比较好的厂家是包头某电机厂的高速永磁直流电机，为航空专用电机，使用寿命至少10年以上，但是价格偏高，很多厂家为了降低成本，以非包头某厂制造的电机来蒙骗消费者，或者本末倒置的将20KN电机(激振器)蒙骗消费者说成是30KN电机(激振器)，造成误导。

　　其次是振动时效设备的传感器功能，同时它也是时效设备的重要设备零件一直，应当由专门计量检测机构监督核定的专业厂家制造加工的产品才能使用，所以厂家在调试时不仅要看传感器的合格说明以及制造加工厂家的资质，同时也应该根据工件是否起振，振动幅度是否和传感器反馈到控制器上显示的数值相吻合!根据设备的不同，查看是否应该选择整个实体部分放置传感器。所以企业对振动时效设备的选型需要理性选择，不可盲目听信广告宣传。

振动时效的实例介绍

　　下面为您介绍振动时效装置在消除应力方面的例子。

　　首先对于动平衡试验机真空室来说，七十年代末从国外引进了当时亚洲最大的动平衡试验机，真空室在国内加工，真空室为长13米、直径7米为分段卷制的焊振动时效接结构筒体，按工艺要求焊接后进行了振动处理，使用至今，仍然保持尺寸精度。

　　其次是电子束焊机真空室，振动时效与环视隔板它是用来固定导叶的部件，热能在导叶组成的汽道中被转换成动能，使汽轮机工作。环式隔板采用的是焊接结构，焊缝总长达几十米，为了消除焊接时产生的残余应力，一般要采用回火热处理的方式消除应力，与此同时还要进行喷砂工序清除回火带来的氧化皮。其次，隔板的本体和外环与其焊接其中的叶片是不同材料，因此，在热时效过程中由于两种材料不同，热膨胀系数也不同，会产生新的热应力。若采用振动处理技术代替热时效，不仅缩短了制造加工周期，减少了喷砂工序，降低了制造加工成本，还克服了热振动时效给构件带来的不良影响。

　　众所周知，振动时效只装置要应用在工件设备上，主要作用就是消除工件在制造加工中所产生的应力，消除应力，让工件的制造加工的工作上能够更好形成成品。

残余应力的来源

　　振动时效设备能够减小和均化残余应力。焊接件的残余应力是由焊接后立即产生的局部金属张力产生的，包括：

　　1、收缩应力。这是残余应力的主要来源。一些焊接部位承受了不局衡的加热过程，收缩应力是在这些焊接部位冷却时产生的。

　　2、表层冷却导致的应力。即使是在静止空气中，当焊接处冷却下来时，表面冷却的速度也会高于内部。厚度越厚，产生的应力越大。

　　3、相变引起的应力。奥氏体（面心立方体）到铁氧体（体心立方体）的转换会导致该应力的产生，同时会引起体积上的增大，而基本金属会对抗这种增大。

振动时效在大重型结构件上的应用

、　　振动时效装置在大重型结构件上的有效得到应用，振动时效是一种对金属结构件施加低频振动以获得尺寸稳定的方法。

　　振动时效技术通过降低构件内部残余应力的方法获得尺寸稳定性。由焊接、铸造及金属加工工业所共有的其它方法产生的残余应力常是造成各种危害的主要因素，这些危害包括尺寸不稳定、恶化加工性能、应力裂纹和应力腐蚀。

　　一般振动时效处理是在粗加工前进行，有时，处理也安排在粗加工后，或者粗加工前后均处理，特别是机械加工的切削量很大时。振动时效振动消除应力法的实质是以机械振动的形式对工件施加应力，当附加应力与残余应力叠加的总应力达到或超过某一数值后，在应力集中的地方就会因应力超过金属材料的屈服强度而发生微观和宏观的塑性变形。从而降低该处的残余应力峰值，达到应力均匀化的目的；另外振动时效有关专家认为，振动引起位错的增殖和移动，使材料的屈服点上升，从而提高了金属的抗变形能力，达到了稳定工件尺寸的目的。近10年来，振动时效工艺发展迅速，并在大重型结构件上得到了应用。

振动时效一些作用

　　振动时效装置的使用已经普遍普及，是从世纪八十年代从国外引进的一种残余应力消除技术。

　　振动时效技术其实是通过产生共振效应，这样振动时由于材料进进塑性区引起工件上应力重新分布，从而达到消除残余应力的目的。那么对于这种振动效益有什么样的客观评价。对于这个我们分为一下几点：

　　残余应力消除效果没有标准规定的指标大，对于低水平残余应力工件振动时效效果不理想，振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好。

　　振动时效设备最适合于对残余应力要求不严但对尺寸稳定性要求较高的焊接构件的残余应力消除。

　　与热时效相比，振动时效非常节约能源，不需要建大的退火炉，大大节省了经费。所以能用振动时效处理的尽量用振动时效。

　　另外，必须指出，振动时效不适合于对残余应力要求较高的压力容器的残余应力消除。

振动时效设备的应用

　　下面小编为您介绍振动时效设备的应用：

　　振动时效设备主要针对工件的应力消除，制造加工加工过程中，零件的应力伴随在各种加工，存在于工件的内部结构中。工件内应力的存在轻者使工件变形，严重时会降低工件的疲劳寿命造成事故，但通过振动时效设备技术的应用，很好的解决了工件内部的应力问题，使工件内部应力消除永久不再变形。先开槽，在加工外圆和内孔定寸。这样加工可以消除工件的变形问题，但由于开槽已经达到了中心线处，所以内孔加工又非常困难，很难保证图纸要求。

　　制定加工方案，首选我们要解决加工后工件内部应力的问题，如果工件内部没有应力，工件就不会变形，所以必须消除工件加工后的内应力。如果采用热时效，因工件已经加工定寸，工件表面不能有氧化，而且热时效工件还有变形，所以我们采用振动时效设备。

　　振动时效设备设备在每次工件处理时，智能选取振动参数，系统自动优化选取5个以上振动频率，多维消除残余应力，频率循环选择，加速度延迟保护等功能。

激振器的位置问题

　　振动时效设备中的激振器是一个重要元件，是对构件施加激振力的设备，因此必须放置在使构件易于振动的位置上，一般来说以安装在构件振动的波峰处，尽量离节点远些，由於构件结构刚度不同激振器安放不同位置效果也不同，故可通过反复调整位置来观察振幅的变化。

　　为避免局部结构较弱处引起破坏，建议先从刚度较强的位置上安装调试激振器为宜。

　　据振动时效设备专家了解到，目前大多数振动处理均采用弯曲振动，振动时效因此易使上下表面的残余应力得以释放而两侧面效果较差。为此，若将激振器偏心块的旋转平面与弯曲振动平面成一个小的角度，这样就会在振动处理时，构件既有垂直的弯曲振动又有一扭曲振动，将会使应力消除效果更好一些。

科学的振动时效是什么样的？

　　什么样的振动时效装置工艺才是科学的呢？

　　首先，应在时效前分析工件的残余应力分布情况，形位精度要求，以及今后的工作载荷和可能失效的原因等，制订合理的振动时效工艺，确定时效路线及重点时效部位。

　　振动时效形位精度分析：根据工件直线度、圆柱度、平面度、同轴度、对称度等，应采取不同的激振力，选用不同的振型。

　　共振频率分析：根据工件强度、刚性、批量选择不同支撑方式或采用振动平台进行处理。

　　振型分析：不同的频率对应不同的振型，不同的振型对应不同动应力场。

　　振动时效工作载荷：针对工件今后的工作变形状况，应重点消除工况状态工件载荷较大部位的残余应力，选用与之相对应的振型进行时效处理。

　　工况失效分析：根据今后可能出现的问题，应选用不同的激振力不同的时间进行时效处理。其次，应根据被时效的工件，科学地选择振动时效设备。

振动的定义和原理

　　根据振动时效制作而成的是振动时效机，那么这个振动时效技术的原理是什么呢？

　　从微观方面分析，振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加应力。当工件受到振动，施加于零件上的交变应力与零件中的残余应力叠加。当应力叠加的结果达到一定的数值后，在应力集中最严重部位就会超过材料的屈服极限而发生塑性变形。这塑性变形降低了该处残余应力峰值，并强化了金属基体，而后振动又在另一些应力集中较严重的部位上产生同样作用，直至振动附加应力与残余应力叠加的代数和不能引起任何部位的塑性变形为止，此时，振动时效消除和均化残余应力及强化金属的过程就结束。

振动时效描述的是这样一个物理过程：即利用一种严格受控的振动能量，对金属工件进行处理，以解决工件加工过程中和加工之后出现的内部残余应力导致尺寸变化及抗载荷能力变化问题。VSR对消除、减少或均化金属工件内的残余应力，提高工件抗动静载、抗变形能力，稳定尺寸精度有超卓的功效。

自然时效可以提高铸铁抗塑性变形能力

　　为何自然时效后铸铁抗塑性变形能力会有所提高？这是由于在自然时效过程中，石墨附近应力集中的最大应力，由于产生了塑性变形而显著降低。同时这部分的金属基体也被强化，于是，该处的屈服极限在自然时效后提高了，从而又增加了铸铁材质的抗变形能力。振动时效设备只有再继续增加载荷应力时，才有可能在应力集中处超过已提高的屈服极限，而重新铸件发生新的塑性变形。

　　重新开始的塑性变形，最初只出现在数量不大的局部范围内，即在那些石墨分布方向与应力作用方向垂直、应力集中系数最大的地方开始，然而随着荷载应力的增加，在越来越多的部位，因作用应力超过金属基体的屈服极限，而使塑性变形很快增加。露天放置的铸件在经过许多个昼夜交替的过程中，振动时效温度变化可能很大，再加上酷暑严寒、剧烈的季节温度变化，会给铸件造成多次反复的温度应力。

风吹、雨淋也会使铸件不同部位中温度发生急速的不均匀的变化。这种条件下放置的铸铁，在温度应力形成的过载下，就促使残余应力发生松弛，从而使其尺寸精度稳定化。这里所指的铸件一般皆属于壁厚差别较大、结构比较复杂的铸件。对于这类铸件，温度变化会引起相当大的温度应力。而对于形状简单、壁厚均匀的铸件，露天时效或在室内进行自然时效，差别就不那么明显。自然时效时一种古老而有效的稳定化处理方法。世界上许多著名的振动时效制造加工厂都曾采用过这种方法。但是，这种方法，延长了制造加工周期，挤压资金，占地场地大，管理比较繁杂。所以逐渐不以此作为一种独立的时效方法。

正确使用振动时效仪

　　在我们对正确使用振动时效仪之前，先了解下振动时效的效果，振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力，当动应力与工件本身的残余应力叠加后，达到或超过材料的微观屈服极限时，工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形，同时降低并均化工件内部的残余应力，最终达到防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸与几何精度的目的。

　　根据振动时效的工作原理与工作方式我们认识到，在我们对振动时效进行检测的时候，仪器会出现一下几种问题：

　　1、假时效：工件未发生共振或振幅很小或者虽然振幅较大，但工件整体做刚体振动或摆动，“全自动振动时效设备”也能按照预置的程序打印或输出各种时效参数、曲线，误导操作者和工艺员判断，这样工件根本没有达到时效的效果；

　　2、误时效：工件虽然产生共振，但是发生的振型与工件所需要的振型不一致，动应力没有加到工件需去应力的部位，这样不能使工件达到预期的时效目的，影响时效的效果；

3、过时效：由于不针对工件个性采用合理的时效参数，完全照盲目预置的参数，对工件进行时效，可能会因为共振过于强烈或振幅过大，导致工件内部的缺陷继续扩大、撕裂，甚至报废的严重后果。

　振动时效装置的使用已经普遍普及，振动时效技术是从世纪八十年代从国外引进的一种残余应力消除技术。

　　这个技术其实是通过产生共振效应，这样振动时由于材料进进塑性区引起工件上应力重新分布，从而达到消除残余应力的目的。

　　那么对于这种振动效益有什么样的客观评价。对于这个我们分为一下几点：残余应力消除效果没有标准规定的指标大，对于低水平残余应力工件振动时效效果不理想，振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好。

　　振动时效设备最适合于对残余应力要求不严但对尺寸稳定性要求较高的焊接构件的残余应力消除。究竟与热时效相比，振动时效非常节约能源，不需要建大的退火炉，大大节省了经费。所以能用振动时效处理的尽量用振动时效。必须指出，振动时效不适合于对残余应力要求较高的压力容器的残余应力消除。