振动时效仪的周期性动力

　　振动时效仪主要是对工件施加周期性动应力，迫使工件在其共振范围内产生振动，在振动过程中施加给工件动应力和内部残余应力叠加。产生塑性变形而使残余应力得以释放。同时这种周期性的动应力反复推动金属内部结构中的金属原子错位和晶格滑移，使内部应力松弛消除和均化。

　　起重臂构件是由16MnE和Q235-B及铸钢等不同材质的材料焊接而成的，总重量23.717吨，体积较大，结构形式复杂。由于在焊接过程中，不同材质的材料、不振动时效同厚度的材料相焊接时，所产生的焊接内应力也有所不同，有的焊接量大及焊缝相对宽的部位，产生的焊接应力也就相对较大。如焊接内应力过大，必然会对构件的使用产生不利影响，因此对焊接完后的构件进行消除应力处理是十分必要的，它可以有效的防止或减少焊接裂纹的产生和提高使用寿命，但由于起重臂长十几米，一般的加热时效受炉窑空间的限制，运输也十分不方便。

　　最近多年已被广泛应用的振动时效工艺应该是该起重臂时效处理的一项首选技术。振动时效不受场地、工件体积的限制，自动处理。

振动时效装备内的技术

　　振动时效仪内的振动时效是用振动的方式消除均化工件内部各种扭曲、外力、自身导致的残余应力，达到防止工件变形开裂，提高工件尺寸稳定性的目的。

　　振动时效有很多热时效，自然时效和其它时效方式所不可替代的优点，高效。

　　随着研究它的科技人员不断的自我提升。不断的设备改进，不断的工艺现场试验。振动时效技术已经纳入了机械行业的生产工艺振动时效是从力学，振动学，金属材料学，计算机应用，金属加工学等等科学来刨析组成的。它是一项新兴的科学技术。

　　振动时效适用于机械行业的各种焊接结构件，铸锻，有色金属，不锈钢等，它非常有效的提高工件疲劳极限，提高尺寸稳定性，与热时效相比节约成本％90以上。振动时效设备的研发，从最早的电流电压控制器，振动时效到现在的专家，智能型计算机控制是经过大量的科学试验和生产实践的。

振动时效的优越性

　　振动时效技术是指用振动时效装置，按照振动时效技术国家标准，使金属工件在半小时内，进行数万次较大振幅的亚共振振动，产生微观塑性变形，释放残余应力，防止应力变形的革命性时效高新技术。

　　振动时效技术广泛用于铸件、焊件、机械加工件等工件的时效处理。振动时效的优越性振动时效通常仅需半小时、一度电和几元钱的时效成本，就能达到时效效果，而且能随时随地进行处理，既不降低硬度，又无烟尘环境污染和氧化皮，这都是热时效和自然时效无法比拟的，被誉为理想的无成本时效技术。

　　从处理曲线上可以看出，构件振前、振后的共振频率均发生变化。振动时效而且共振峰的幅值也在发生增加或减少。从参数跟踪记录可以看出，行走台车在处理时，其参数均随着处理时间的变化在逐渐变化，其规律均呈现下降，即处理参数跟踪记录与处理曲线二者规律是一至的。旋转台车在处理时，其参数均随着处理时间的变化在逐渐变化，振动时效其规律均呈现下降，即处理参数跟踪记录与处理曲线二者规律是一至的。

振动时效的保护措施

　　振动时效装置的保护措施：

　　(1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产；

　　(2)尽量选用真空冶炼，炉外精炼或电渣重熔模具钢材；

　　(3)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火；

　　(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体,产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。

 振动时效装置中纵向裂纹的产生

　　以下因素加剧了振动时效装置纵向裂纹的产生：

　　(1)振动时效中含有较多S、P、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹，或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹；

　　(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，振动时效危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。

振动时效处理工艺

　　处理工艺的制定过程中，振动处理是将构件用相应的弹性物体支承好，其支承位置应尽量选在构件共振时的节线处。再将激振器刚性地固定在离节线稍远的位置与控制系统连接好。调整激振力的档级，开始应放在最小位置为宜。振动时效装置根据初步估算或经验找出动应力较大的一些点打磨并贴上电阻应变片与动态应变仪相连接。在残余应力较大的点上打磨，并用X射线法或磁应力法测其振动处理前的残余应力量值。

　　开始进行振动处理工艺的参数选择。打开控制器开关，振动时效使激振器处于最低转数，打开记录器、动态应变仪等仪器开关。逐渐调整激振器的频率旋钮同时观察记录器上画出的曲线。当构件出现共振现象时，动应力曲线也将出现一个最大值。振动时效一直扫频到控制器的额定频率时，由上述曲线可以观察到在设备允许的范围内构件可出现的共振次数及其共振频率和在共振的情况下动应力的最大值。

在共振的同时，要注意观察构件的振型，振动时效以调整支承位置到节线上。在停机后可再适当调整激振器的位置，以使构件产生最大的振幅。这些均需反复进行。再根据动应力测试的结果来调整激振器激振力的档级。

振动时效的拾振器位置如何调整

　　振动时效装置的拾振器为轴类零件，可参照典型梁型工件振动处理工艺进行。

　　振动时效首先设计了专用工装支架在距两轴端约总长2/9的部位支撑工件，支架支撑工件处采用橡胶哈夫垫支撑，激振器固定在搅拌轴中央，拾振器用磁铁吸紧在一端。考虑到搅拌器残余应力较大，振动时效决定在搅拌轴截面上互相垂直的两个方向上都进行处理，其中一个为主振，另一个为副振。主振时间定为15分钟，副振时间5分钟。经过试振，对支撑位置、激振器装夹位置、拾振器位置进行了凋整，激振器偏心档位选择为60°，工件达到了较好的振动效果。在确定好以上工艺参数后，对工件进行了振动时效搅拌器主振后，从相关曲线判断，达到振动时效工艺效果。考虑到搅拌器残余应力较大，又将搅拌轴转动90°，重新装夹激振器及拾振器，进行了5分钟的副振以加强振动时效效果。副振时相关曲线已趋稳定，说明工件的残余应力已消除完毕，振动已不再产生消除和均化残余应力和强化金属的作用。

　　一些大型焊接机架、箱体、搅拌容器和长搅拌轴等构件，由于缺少大型退火炉，而且部分构件材质、结构以及加工工艺本身的限制，无法采用热时效进行残余应力处理，因此迫切需要一种可靠、高效的消除残余应力的工艺方法。

　　振动时效工艺简称VSR技术，自20世纪70年代末从国外引进，经过国内的系统研究和消化吸收后，已在航天航空、机床、冶金、造船、矿山机械及纺织机械等行业推广使用，而且还制定了相应的指导技术文件和行业标准。

振动时效装置如何进行相应处理

　　在工件的共振频率下使其振动，可以使振动处理时间缩短，消除应力和稳定精度的效果更好，能源消耗降低。随后，出现了相应的振动时效装置。它的特点都有哪些？

　　1、不能替代去应力目的以外的热处理。

　　2、振动时效不能显著改变金相组织及机械性能。

　　3、不能用于校形。

　　4、对于箱、板形工件，时效噪声较大。

　　5、工艺效果在很大程度上取决于工艺员的振动时效工艺理论水平和经验。

　　6、不适宜于高压容器、残余应力较小的工件、大尺寸的薄板焊件、薄壁铸件、大部分冷加工件、弹性结构应力为主的工件、刚性过大或尺寸过小的工件。