基于铝合金焊接结构的振动时效工艺研究
基于振动时效技术消除和控制涂层内应力的工艺研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｃ ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｌ ｅ ｌ ｎ ａ ［ （ ｒ ｉ ａ ｌ（ ’ ｒ Ｚ ｎＡＩ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｎ ｄ ３ ＣＩ ‘ １ ３ ａ ｌ ｈ ） ｖ ｓ ． ｔ ｈ ｅ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｔ 、 ｌ Ｉ １ ｔ ’ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ
Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｉ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｌ １ ｗｉ ｔ ｈ ＶＳ Ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ． ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｓ ｈｅ Ｓ Ｓ ｏ ｆ‘ ’ ｏ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ！ ａ ｉ １ ｌ ｅ 】 ｌ ｆ ｅ （ 。 ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｕ ｎｉ ｆ ｏ ｒ ｍ， ｔ Ｉ １ ｅ ｎ ｌ ａ ｘ ｉ ｌ ｌ ｕ ｍ ０ ｆ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｌ ｒ Ｚｎ ＡＩ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ‘ ・ ｏ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｒ ｔ （ Ｉ ｕ （ ｓ ｈ ｖ ４ ９ ． ７ ％ ａ ｎ ｄ ４（ 】 ． ５％ ｆ ｔ ．３ Ｃｒ ｌ ３ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｌ ｏ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ａ ｎ， 一ｓ Ｉ ￣ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ：ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ；ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｜ ｒ ｅ ｓ ｓ ；ｐ ｒ ｏ （ ｅ ｓ ｓ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ
基于金属材料循环机械特性的振动时效适用范围的研究
最 初 的 ４ 个 循 环表 现 出线弹性 的 应变特 征 ， ０ 但是 微 观范 围 的塑 性 变形 却 在 发生 ， 随 着循 环 周 次 的增 加 且
振 动 时效 的加载 时 间不 大于 ４ ｉ ， 动 频 率 为 １ ． ～１ ７ Ｈｚ 对 应 的循 环 周 次 约 为 ４×１ ４ Ｏ ０ｒ ｎ 振 ａ ６ ７ ６ ， ０ ～ ×１ 次． 振动 时效 所施 加 的振 动载 荷 为 １ ￣８ ａ 这 一 载荷 对金 属材 料而 言是 一个 相 当低 的应 力 ， 周 疲劳 ０ ０ＭＰ ． 低
４ ５钢在 高周疲 劳 中的循 环 （ ） 化与低 周 疲劳循 环 中的循 环 软 （ ） 的表 现截 然 不 同 ， 高 周疲 劳 软 硬 硬 化 在 中表 现为材 料表 面开 始是 软化 ， 当循 环次 数达 到寿 命 的 ２ 后 表 面便 开始 硬 化 ， Ｏ／ ９ ６ 而试 样 截 面为 持续 软 化 ， 二 者不 同步 ， 而且 也无 低周 疲劳 下 的饱 和现象 ［ ． 文 献［ 采用 ５ ０℃ 退 火 的 ２ 板 在弯 曲试 验机 上 进 ７有 ］ ８ ５ ０钢 行 高周 疲劳 循环 ， 发现 材料 在高 周疲 劳 中的硬 化现 象是 存 在 的 ， 其表 面 的硬 度 不 断 上升 ， 没 有像 低 周 疲 并 劳 的饱 和现 象． ５ Ａ３ ６铝合 金在 循环 过程 中 总体上 呈循 环硬 化特 征 ， 环某 些 阶段 发现软 化 现象 ， 循 其高 周疲
变形 越来 越大 ， 而位 错 密度越 来 越小 ， 样会 影 响材 料 的机械 性能 ． 这 交变 应力 越 大 ， 与塑性 变形 的晶粒 越 参
2A12铝合金板形件振动时效试验
姚春臣 , 陈静林, 尹 捷, 章冬厚
( 江南机器 ( 集团 ) 有限公 司 , 湖南 湘潭 411207)
摘 要 : 为了解决一种产品中的 2A12 铝合金板形件切削加工变形问题 , 在有关振动时效设备制造厂 家的大力支持下 , 采用不同的设备和工艺对其进行了振动时效和热处理时效的对比试验。 试验结果表 明, 振动时效的效果比 190 10 h 热处理时效的效果好 ; 振动时效的能源消耗也远比热处理时效的能 源消耗低; 这种铝合金板振动时效的难度比一般铸件、 焊接件振动时效的难度大一些 , 应注意优选时效设 备和工艺 。 关键词: 铝合金 ; 切削加工 ; 热处理 ; 振动时效 中图分类号 : T H 161 文献标志码: A
由此可见, 将热处理时效改为振动时效, 将显著 减少能源的消耗。
0. 02 0. 95 6 60
5. 3 这种铝合金板形件属于振动时效难度较大的工件 上述振动试验的合格率虽然比按常规工艺人工 时效的好, 但离合格率 100% 的目标还有较大的差 距。此外, 我们在上述 3 家振动时效设备制造厂家 进行振动时效试验时进一步了解到, 其用户都很多, 特别是在消除铸件和焊接件的应力方面 , 应用效果 很好。其用户也有针对铝合金和其他非铸非焊的工 件进行振动时效的 , 有些工件应用振动时效很顺利, 也有些工件开始采用振动时效时存在一定的难度, 而是经过一些摸索改进 , 掌握了一些窍门之后才取 得成功的。由此可见 , 上述铝合金板形件属于消除
∀ 62 ∀
#新技术新工艺∃ ∀ 热加工工艺技术与材料研究
轴瓦双金属轴承材料的种类与复合工艺
肖志强
( 华南理工大学 材料科学与工程学院 , 广东 广州 510640)
振动时效原理 振动时效特点 振动时效工艺技术
振动时效原理振动时效特点振动时效工艺技术振动时效技术是对工件施加变化的循环载荷来消除和减少内部残余应力。
该技术具有耗能少、效果显著、无污染、处理快速等优点，广泛应用于消除焊接件、重型工件的残余应力。
振动时效原理 振动时效是用激振设备在构件残余应力集中处施加等幅交变循环激振力，构件在共振状态下获得较大的激振动应力，在某个方向上的合应力超过材料的屈服极限，该处会产生屈服变形，引起残余应力松弛并释放出来，使残余应力均匀分布。
这种方法不仅能有效地降低峰值残余应力，而且能使整体残余应力值下降。
下图为金属材料受等幅交变应变εB-εC作用时的应力应变曲线，图中OA为弹性载荷段，构件的初始残余应力为σA，ACB是第一次发生屈服变形后的应力应变曲线。
构件内的总应力超过屈服点而发生变形，在C处残余应力沿弹性卸载荷线CB'下降，经过D点后曲线偏离CB'至B点，完成一次交变应变循环。
经过多次交变循环后，曲线循环稳定为C'E'B”EC'，此时残余应力由σA减小至σE，残余应力减小至稳定的过程就是振动时效宏观机理的直观表示。
要消除或减小工件中的残余应力，必须满足以下条件： (1)构件内部残余应力与激振器施加的激振动应力叠加后的总应力应超过材料屈服极限。
即σ残+σ动σs，其中：σ残为构件内部残余应力，σ动为激振动应力，σs为材料的屈服极限。
(2)随着振动时效时间的增长，构件内部的残余应力会由于发生塑性屈服而下降。
当残余应力降低到与振动应力叠加后等于新的屈服极限时，构件内的将达到平衡，使构件尺寸稳定性得到提高。
振动时效工艺在大型焊接结构件中的应用
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失效 。 尤其 是大 型焊 接件焊 接 后必然 会 有残余 应 力 ，
残余 应力 是导 致其 变形 或者 开裂 的重 要 原 因 ，因此 有必 要对 这 些 工件 进 行 消除 残 余 应 力的 时效 处 理 。 时效 有 自然时效 、热 时效 和振 动时 效 三种 基本 工艺
材 料 屈服 强度极 限 ） 工件 会产 生少 量的 塑性变 ，
形 ，使残 余 应力峰 值 下降 ，原 来 不稳 定 的残余 应力 得 到松 弛 和匀 化 。同时 由于包 辛格 效应 ，经一 定时
间的循 环 后 ， 工件 材料 的 当量 屈服 强度 由原 来 的ｏ Ｓ
技 术 。 自然时 效是 将工 件长 时 问露天 放 置 （ 般长 一
２ 工艺方案
振 动 时效 的工 艺过 程很 简便 。首 先 用胶垫 支撑
好 工件 ，然 后将激 振 器和 测振 器 固定在 工件 上 ，就 可 以开 机进 行振 动 时效 处理 了。如果使 用 全 自动 工 艺 ，先是 振前 扫频 搜 寻共 振峰 ，找到 共振 峰 后 ，设
收稿日期：２ １— １１ ０ ００ —３ 作者简介：丁延松 （９ ５一） １＂ ７ ，男 ，河 南南阳人 ，讲师 ，工程硕士 。 第３ ２卷 第 ３期 ２ １ － 【５ ００ ３ ４】
（ 河南工业职 业技术学院 ，南阳 ４ ３ ０ ） ７ ０ ９
摘
要 ：论述 了振动 时效 的原 理和 工艺方法 ，比较了振动时效和自然时效 、热 时效在消 除工件 内部产 生 的残余应 力优缺点 ，指出 了振动时效在各类典型工件中应用 的措施和经 济效益。
文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ —０ ３ （ ０ ０ ０ － ０５ ２ ９ １ ４ ２ １ ） ３ ０ ４ —０ ０
焊接构件振动时效工艺参数和技术要求
应该在之前发生的第一骨科VSR考虑采用振动骨科特殊的情况下，过大的变形部件。
预应力或焊接辅助工具系统组件和工具，以增加当地的材料做强制性的防变形，振动时效处理的塑料或结合爬行速度，减少焊接变形的过程。预应力反变形量应认为是不可避免的，搬迁后的振动技术端和预应力或辅助工具，以及局部拉应力，弹性回跳的成员增加的不利影响。
5个工艺参数和技术要求
5.1参数确定指导方针
在正常情况下，振动参数应该是在特定的焊接构件的工作条件，并分析和确定的部件的基础上，判断振动模式，可能会发生的激发频率的范围内。
材料的重要组成部分，做实际的边界条件下的动态应力有限元分析，结构部件的固有频率和模式的范围为16200Hz的解决，以确定的支持和激励点的位置，并选择 - 安装点。
（σB强度σs）/ 3≤σ≤σD/ 3 ..................................... ................. （1）
公式：
σD动态应力幅;
强度σs是材料的屈服强度;
σb为材料的拉伸强度。
当均匀部件的几何形状，当嵌合应力集中系数为小的，优选的上限的值（动态应力抗拉强度和/ 3）;部件几何不均匀关节应力集中系数比的控制部件的振幅相关的动态应力的应力集中是大，动态应力可以除去限制（σB强度σs）/ 3。
3.6主振频率，的附加振动频率（主要的和额外的振动频率）
的频率范围内的激发装置，造成部件共振响应的频率低的频率，频率的位移幅值被称为主频率f1，其余的附加频率FX。符号F1，F2 ...，单位为Hz;符号在转N1，N2。
3.7扫描和扫描曲线（频率扫描和曲线）
修正偏心的频率的激振力，由一个小的过程中，被称为扫描。随着频率的变化，组分的改变，以反映之间的关系被称为扫描曲线的振动响应和频率曲线的振动响应。如AF称为振幅 - 频率曲线，自动对焦称为加速度 - 频率曲线;振动时效设备绘制加速度 - 速度（AN）曲线。
浅谈焊接结构件振动时效处理应用研究
浅谈焊接结构件振动时效处理应用研究作者：刘振来源：《装饰装修天地》2018年第21期摘要：振动时效技术的应用已经很多年了，但至今，真正能用于指导生产的理论基础尚无定论，虽然振动时效没有科学的理论支持，但实际应用是不可置否的。
大量的实践证明，振动时效是非常实用的一项技术，国内外已有诸多文章及一些技术资料已证明了这一结论，其应用效果也是一致被公认的。
然而由于种种误区，科学研究的成果远远落后于实际应用，但我们相信，随着科学的发展，一定会给予振动时效一个科学答案的。
由于这项技术所独具的工艺特点，还有许多人对它的工作原理处于模糊状态，进而对这项技术的应用前景持怀疑态度。
为了振动时效的推广，下面针对振动时效的工作原理、技术应用问题及技术发展前景做一探讨。
关键词：焊接；震动；实效处理1 引言随着科学技术的发展，在机械加工制造业中，焊接结构件的应用越来越广泛.焊接结构件焊后消除应力的方法，越来越多地用振动时效取代热处理。
实践证明，采用振动时效方法消除焊接应力，既保证了产品质量，又提高了生产效率，而且还节约了大量能源，从而降低了制造成本。
但对于超高强度钢的焊接结构件，特别是马氏体组织的焊接件的振动时效，一直被认为是禁区.针对这种现状，本文详尽叙述了振动时效应用原理及我厂超高强度钢的焊接结构件振动时效处理的应用情况，结果证实，其应用效果可靠，可行。
2 应用中的问题振动时效技术发展的初期，由于其技术应用不成熟，振动时效设备不够完善，给应用振动时效技术带来诸多的困难。
首先在各单位应用时，相关部门需得到振动时效后的检测数据，这主要是对振动时效这门技术还不了解。
其实振动时效的目的并不是想要消除多少应力，主要原理是使工件的内应力平衡，使工件内部应力水平处于一个稳定的状态。
简单地说，就是说使工件或部件内部的最高应力值降低，工件内部的最低应力值提升。
在使用过程中，如果振动时效前测出残余应力最高值时，经过振动时效后发现，最高残余应力值降低了，这是人们普遍可以接受的。
(整理)JBT10375-2002焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求
钛及钛合金熔化焊焊接构件的振动时效处理。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
jb/t5925.2 机械式振动时效装置技术条件3 术语、符号3.1 激振点exciting point 振动时效时给构件的施力点称为激振点。
3.2 支撑点support point 为了对构件进行振动时效而选择的支撑构件的位置。
3.3 动应力dynamic stress 激振力引起构件谐振响应时，在其内部产生的应力称为动应力。
矢量，符号为σd(幅值)，单位为(mpa)。
3.4 共振resonance 当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时，构件的振幅急剧增大的现象为共振。
3.5 振型vibration mode 共振时，构件表面上所有质点振动的包络线（面），即为振型，包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。
3.6 节点（节线）node, node line 振动时效时，构件振幅最小处称为节点（节线）。
3.7 主振频率principal vibration frequency 在激振装置的频率范围内，引起构件谐振响应的频率中，频率低、位移幅大的频率称为主振频率。
3.8 附振频率additional vibration frequency 除主振频率以外的其他频率。
3.9 扫频frequency sweep 固定偏心，将激振力的频率由小调大的过程，称为扫频。
3.10 扫频曲线the curve 随着频率的变化，构件振动响应发生变化，反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。
如a—f称为振幅—频率曲线，a—f称为加速度—频率曲线；而振动时效装置绘制的是加速度—转速（a—n）曲线。
振动时效工艺性验证
振动时效工艺性验证【摘要】本文简述了振动时效工艺的原理以及工艺特点，并对振动时效的应用及评定进行了详细的分析与探讨。
【关键词】振动时效；工艺；应用前言机械零件在加工过程中由于残余应力的存在，经常发生很大的变形，严重影响了机械产品的精度。
因此，在半精加工后，精加工前必须增加一道除应力工序，千方百计地消除、降低或均化金属构件的残余应力，保证精加工后精度稳定，确保装配精度的要求。
1、振动时效工艺的原理振动时效是通过改变作用于工件上激振器的转速和偏心距产生激振力，使工件发生共振，从而在工件上需要时效的部位产生一定幅度、一定频率的交变运动，使工件吸收振动的能量，在工件内部产生一定的微观粘弹塑性变形，使残余应力得到释放或重新分布。
其实质就是以振动的形式给工件施加附加应力，当附加应力与残余应力叠加后，达到或超过材料的屈服极限时，工件就会发生微观或宏观塑性变形，从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力，提高工件在使用期的尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。
2、振动时效工艺及特点为消除、降低或均化金属构件的残余应力，在生产实践中常采用的方法有三大类：（1）热时效----前期投资大，能源消耗大，时间周期长，且处理后零件氧化严重、变形量较大，精加工前不宜适用。
（2）自然时效----是以前精加工前最为广泛采用的处理方法。
虽然尺寸稳定性好，应力消除较为完全，但周期太长。
需半年以上甚至一年以上，根本不能适应现代快捷的加工要求。
（3）振动时效----工艺十分简单。
它是将一个具有偏心重块的电机系统（称作激振器）安放在待处理的构件上，并将构件用橡皮件等弹性物体支承，通过控制器启动电机并调节其转速，寻找到并精确稳定在亚共振区，使构件处于共振状态。
经过10-20分钟的处理，即可达到消除残余应力的目的。
该技术有一些明显的特点：a.被处理工件的机械性能显著提高。
可以提高构件的抗变形能力，稳定构件的精度，提高机械质量。
b.适用性强，工作方便。
振动时效技术在铝合金箱形焊接构件中的应用
化、 脱碳及硬 度降低等缺陷… 。
２ 实 验 研 究
２ １ 实 验 方 案 ． 选 取 ３门 铝 合 金 炮 塔 作 对 比 试 验 ， 采 用 热 时 效 ， １件 ２ 件 采 用 振 动 时 效 ， 行 热 时 效 前 、 ， 动 时 效 前 、 的 应 进 后 振 后
热 时 效 的 ３ ～５ ， 本 仅 为 热 时 效 的 ８ ％ ％ 成 ％ １ ％ 。 ０ ５ 振 动 时 效 可 避 免 金 属 试 件 在 热 时 效 过 程 中 产 生 氧 ）
消除其残 余应 力 ， 防止试 件 变形 和开 裂 ， 使尺 寸精 度 获得 稳定 的一种方法 ， 实质 是 以振 动的形 式给试 件施 加附加 其 应力。当附加交变应力与残余 应 力叠加 后 ， 达到或 超过材
接头焊缝 为主 ， 围板部分共 ２ ７条 焊缝 ， 焊缝坡 口尺寸较 大 ，
最 大 宽 度 达 到 ２ ｍ 以上 ， 度 达 到 １ ｍ 以 上 ， 属 填 ２ｍ 深 ５ｍ 金
充量大 ， 较长焊缝和横 向焊缝 的应力集 中较 大。其结构 如
图 １ 示。 所
２ １ ２ 实验 试件 准 备 ．．
热时效消除应 力需 要建 造 大型 时效 炉 ， 造价 昂贵 ， 利用 率
低 ， 用振 动时 效则 可避 免 这些 问题 。与热 时效 相 比， 采 振 动 时 效 无 需 庞 大 的热 时 效 炉 ， 节 省 占地 面 积 与 昂 贵 的 设 可 备投资 。 ２ ）生 产 周 期 短 。 自然 时 效 需 经 几 个 月 长 期 放 置 ， 时 热 效 需 经 数 十小 时 周 期 ， 振 动 时 效 则 只 需 振 动 数 十 分 钟 。 而 另 外 ， 动 时效 不 受 场 地 限 制 ， 减 少 试 件 在 时 效 前 后 的 振 可
铝合金厚板振动时效工艺以及效果的研究的开题报告
铝合金厚板振动时效工艺以及效果的研究的开题报告一、研究背景随着我国经济的快速发展，高速铁路、航空航天、汽车、船舶等制造业的需求不断增加，对高强度、高韧性、高耐久性的铝合金产品的需求也越来越高。
而铝合金厚板作为一种广泛应用于各种行业的材料，在很大程度上满足了市场的需求。
但是，由于铝合金厚板制造工艺复杂、成本较高，在实际应用中常常会遇到振动疲劳、裂纹扩展等问题，影响产品的使用寿命。
研究铝合金厚板的振动时效工艺可以有效地改善铝合金产品的性能，提高其使用寿命，进而满足市场需求。
因此，针对铝合金厚板振动时效工艺以及效果进行研究，具有重要的现实意义和科学价值。
二、研究目的本研究旨在探索铝合金厚板振动时效工艺的优化方法，提高铝合金产品的性能，减少振动疲劳、裂纹扩展等问题，提高产品使用寿命。
具体目标如下：1. 研究不同的振动时效工艺对铝合金厚板性能的影响。
2. 探究不同工艺参数对铝合金厚板振动时效效果的影响，并对其进行优化。
3. 分析振动时效工艺的优化对铝合金厚板材料、组织和微观结构的影响。
三、研究内容1. 文献综述对铝合金厚板的振动时效工艺相关文献进行综述，了解其发展历程、现状及存在问题、研究现状及进展等。
2. 材料试制选取铝合金厚板样品进行试制，进行振动时效处理，并根据不同处理工艺制备不同的试样。
3. 试验分析采用拉伸试验、硬度试验、金相分析、扫描电镜等测试手段，对样品进行性能测试和结构分析，探究振动时效工艺对铝合金厚板性能的影响。
4. 结果分析根据试验结果进行数据分析，得出结论并进行讨论，提出适合铝合金厚板振动时效的优化工艺方案。
四、研究意义1. 探究铝合金厚板振动时效工艺，为提高铝合金产品的性能，延长生命周期提供技术支持。
2. 优化铝合金厚板振动时效工艺，可以提高产品质量和效率，同时降低生产成本。
3. 研究振动时效工艺对铝合金厚板材料、组织和微观结构的影响，可以为相关领域的开发和研究提供新思路和方向。
五、研究计划和进度安排1. 文献综述：1个月2. 材料试制：2个月3. 试验分析：3个月4. 结果分析：1个月5. 论文撰写：1个月总计：8个月预计完成时间：20xx年xx月。
焊接结构件振动时效处理
焊接结构件振动时效处理作者：来阳月星来源：《中国新技术新产品》2014年第04期摘要：由于电焊本身的特点，一些焊接缺陷，如焊接变形，焊后残余应力等问题很难避免，为了改善焊接质量，焊接工作者对焊接方法、焊接材料、焊接后的矫正等方面进行了大量工作，经过大量实践证明，采用振动时效方法消除焊接应力，减小焊接变形，保证了产品质量，提高了生产效率，从而降低了制造成本。
针对振动时效法的这些优点，本文详尽叙述了振动时效应用原理并结合超高强度钢的焊接结构件振动时效处理的实际应用情况，证明采用针对时效法处理焊接中的问题是可行的、有效的。
关键词：焊接；振动时效；工艺中图分类号：TG15 文献标识码：A焊接技术在现代工业制造的各个领域已被广泛应用。
由于焊接时焊缝的温度极高，焊接结束后，焊缝的温度又急剧下降，在焊缝周围存在急剧变化的温度场，因此焊缝周围存在一定的焊接残余应力和焊接变形。
这种残余应力和焊接变形又直接影响结构件质量。
振动时效是使用振动时效设备，对结构件进行亚共振振动，消除残余应力的时效技术，振动时效工艺耗能少，效率高，在减少环境污染和提高产品性能方面有很好的表现。
国内外也有相当多的文章及一些技术资料已证明了振动时效是一项非常实用的技术，下面针对技术应用问题、振动时效工艺及技术发展前景做一探讨。
1 技术应用问题1.1 振动时效技术是利用一受控振动能量对金属结构件进行处理，达到消除结构件残余应力的目的，通过振动时效可以使工件内应力达到平衡，使工件内部应力水平处于一个稳定的状态。
该技术在七十年代被引进我国，进过几十年的发展，得到了广泛的应用，但是由于传动的振动时效还存在诸多的问题，也就是亚共振技术存在着几十年未能解决的技术难题，无法被大多数企业纳入正式的工艺流程，因此始终没有得到广泛的认可和大规模应用。
1.2 结构件进行振动时效处理后，缺乏相应的残余应力测量，一方面由于残余应力测量设备价格高昂，需专业人员操作，增加了成本，对于工厂等实际应用单位，不需要购买残余应力测量设备；另一方面测量出来的残余应力没有相关技术指标考，不具备信服力。
焊接结构件论文振动时效处理论文：焊接结构件振动时效处理
焊接结构件论文振动时效处理论文：焊接结构件振动时效处理摘要：大型焊接结构件存在较高的宏观残余应力。
通常采用热时效（ｔｓｒ）消除宏观残余应力，这就要求有较大的设备，花费大量工时，耗费很多电能，投资很高，而且污染环境。
而用振动时效方法（ｖｓｒ）可以节省９5%以上的工时、设备、资金和能源，而且不会污染环境。
本文在试验和实践的研究基础上，对振动时效机理分析，得出振动时效（ｖｓｒ）去除焊接构件残余应力的效果。
关键词：焊接构件；振动时效；宏观残余应力；热时效一．前言大型焊接结构件存在较高的宏观残余应力。
通常采用回火来消除宏观残余应力，即热时效（thermal stress relief 简称ｔｓｒ）消除宏观残余应力，这就要求有较大的设备，花费大量工时，耗费很多电能，投资很高，而且污染环境。
用振动时效方法（vibration stress relief简称ｖｓｒ）可以节省９5%以上的工时、设备、资金和能源，而且不会污染环境。
同时构件在服役过程中不会出现宏观残余应力回升。
探讨振动时效（ｖｓｒ）取代热时效（tｓｒ）去除焊接构件残余应力，本文在试验和实践的研究基础上，对振动时效机理分析，得出选择振动失效取代热时效的工艺。
二．焊接结构件振动时效１．设备仪器及材料振动时效设备采用黑龙江海伦振动设备厂生产的vsr-n06激振器及控制箱。
材料为焊接结构件，重10余吨，焊接钢板有多种厚度，形状为长矩形。
2．振动时效工艺振动时效总工艺框图见图１，由控制箱控制激振器转速，使工件产生共振。
由加速度传感器得到信号反馈给控制箱，从控制箱仪表可以直接读出共振频率及振幅，供控制人员参考。
３．振动时效过程vsr-n06全自动振动消除应力专家系统具有很高的自动控制性能，按使用说明书介绍的基本工艺方法操作，直到打印数据和曲线达到ｊｂ／ｔ５９２６－９１，jb/t10375-2000的要求。
三．残余应力测量盲孔法残余应力测量见表１。
四．分析大量的实验，金属在其弹性极限的１/４应力作用下，有个别晶粒发生塑性变形，可以观察到位错运动留下的痕迹。
振动时效在大型焊接结构件上的应用
件发出较 大的振动声时 ，往工件上撒一些 沙子 ，沙子会 剧烈的跳动 ，沙子聚拢处为波节 ，反之 为波峰 ，共振频
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行焊接。异种金属的线膨 胀系数Байду номын сангаас差越大 ，在其熔 池结 晶时 ，会产生很大的热应力 。焊缝 两侧金属承受 的应力
状态不同，容易使焊缝 及热影 响区产生裂纹 ，甚 至导致 焊缝 与母材 剥离 。③异 种金 属 的导 热率 和 比热 相差越
大 ，越难进行焊接。金属 的导热率 和比热能改变焊缝 的
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异 种 金 属 的 焊 接 性 能 分 析 及 实 例
汉川机床集 团有 限公司 （ 陕西汉 中 ７ ３０ ） 郭 ２ ０ ３ 军
艺 措施 的改进 。
随着现代技术 的发展 ，异种金属材料焊接 可节省大 量 的贵重材料 ，实现在不同温度 、载荷及 环境下 ，用不 同材料以得到优 良的力学性能 ，降低成本 ，做 到物尽其
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振 动 时效 在 大 型 焊 接 结 构 件 上 的应 用
济钢集团重工机械有限公司 （ 山东 济南 ２０ ０ ） 张维浩 ５ １ １ 胡亮亮 王海峰
【 要】 本文通过振动时效的实例论述 了振动时效的基本原理和工艺方法，比较了振动时效 － 摘 ９热时效
零件上的交变应力与零件 中的残余应力叠 加 ，当叠加 的 应力达到一定数值后 ，在应力集 中最严重 的部 位就会超
过材料的屈服极限而发生塑性变形 ，从而降低 了该处残
振动时效在铝合金薄壁件加工过程中的应用
振动时效在铝合金薄壁件加工过程中的应用梁岩里;谢飞;左彬;田姜斌【摘要】介绍了振动时效法消除残余应力的机理,通过进行振动前后残余应力测试,验证了振动时效在铝合金薄壁件加工中的有效性,通过进行振动时效在薄壁件加工过程中的工艺,运用试验,得出振动时效在薄壁件加工中的应用方案.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P85-87)【关键词】薄壁件;振动时效;残余应力【作者】梁岩里;谢飞;左彬;田姜斌【作者单位】航天五院北京卫星制造厂,北京100086;航天五院北京卫星制造厂,北京100086;航天五院北京卫星制造厂,北京100086;航天五院北京卫星制造厂,北京100086【正文语种】中文高强度铝合金精密薄壁支架类零件由于比强度高、相对重量较轻等优点，广泛应用于卫星和飞船等航天器结构机构中。
由于该类零件材料加工应力大，容易产生加工变形，加工精度难以保证。
零件在加工过程中需进行消除应力处理，以减小加工变形。
薄壁支架在以往的加工中，通常采用多工序间多次进行热时效消除应力的方式。
由于多次热时效后材料性能将发生改变，影响零件使用。
而零件进行热时效次数少，则应力去除效果不理想，不能彻底消除零件的残余应力或使应力分布匀化，无法满足加工精度要求。
振动时效法消除残余应力与传统的热时效和自然时效[1-2]相比，具有节省能源、效率高、适应性强、使用方便等特点，并且能进行多次时效。
本文选取航天器典型薄壁件（图1）作为研究对象，对振动时效消除残余应力的机理，在铝合金薄壁件加工中的应用效果及工艺运用进行研究，获得振动时效在薄壁件加工中的应用方案。
1 振动时效机理图1 典型薄壁件Fig.1 Typical thin-walled parts振动时效（VSR）消除残余应力使工件获得尺寸稳定性的机理可以从宏观和微观两方面解释：宏观上，当σ动+σ残≥σS时（σ动为激振器施加给工件的周期性动应力，σ残为残余应力，σS为材料屈服强度极限），工件会产生少量的塑性变形，使残余应力峰值下降，原来不稳定的残余应力得到松弛和匀化。
基于有限元的铝合金预拉伸板振动时效仿真分析
列于表 １ 。
余应 力的技术手 段 ，无法 定量获得 时效工 艺参数 ， 而且 目前对铝合 金的应用 和研究 很少 ，随着铝合 金 在工 程 中的广泛 应用 ，采用振动 时效解 决铝合金 预 拉伸 板残余应 力成为这一领 域 的重 要研 究课 题 。用 有 限 元方 法 探索 振 动 工艺 参 数对 振 动 时 效效 果 的 影 响，为振动 时效技术应 用于这 一领域提供 依据 。
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中图分类号： Ｔ ６ Ｇ１ ４
文献标识码：Ａ
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基于铝合金焊接结构的振动时效工艺研究
基于铝合金焊接结构的振动时效工艺研究
边洪录;李茂伟;杨三强
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】文章针对载人航天器铝合金焊接结构振动时效工艺参数的选择进行研究,并进行了平板焊接结构振动时效工艺实验,对振动时效效果和工艺参数进行了验证.能够有效指导铝合金焊接件振动时效工艺参数的选择.
【总页数】3页(P84-86)
【作者】边洪录;李茂伟;杨三强
【作者单位】中国空间技术研究院北京卫星制造厂,北京 100190;中国空间技术研究院北京卫星制造厂,北京 100190;中国空间技术研究院北京卫星制造厂,北京100190
【正文语种】中文
【中图分类】TH122;V46
【相关文献】
1.频谱谐波时效消除焊接结构件应力的工艺研究 [J], 田慕华
2.焊接结构件振动时效处理 [J], 来阳;月星
3.基于有限元法的重大焊接结构振动时效工艺参数研究 [J], 付建科;范万里;陈维壁;陈双发
4.焊接结构的振动时效工艺分析与优化 [J], 罗丽丽;狄欧;陈新旭
5.振动时效工艺在刀辊焊接结构件中的应用 [J], 沈志钢
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振动时效工艺初探
振动时效工艺初探摘要本文简要介绍了振动时效技术，选取典型金属小零件进行振动时效处理，通过振动时效前后残余应力值的比较来验证振动时效效果，并对振动时效工艺有效性进行评定。
关键词振动时效；频谱谐波；残余应力中图分类号th16 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0026-021 概述振动时效在国外称之为vsr（vibratory stress relief）技术，通过给存在残余应力的构件施加交变循环的动载荷，在该动载荷的作用下，构件内部应力发生变化或重新分布，从而稳定构件尺寸。
本文选取典型金属小零件进行振动时效处理，通过振动时效前、后残余应力值的比较对振动时效工艺的有效性进行评定，为振动时效工艺在陕西宝成航空仪表有限责任公司的推广应用提供了技术储备。
2 振动时效设备和零件的选取2.1 振动时效设备的选择选择何种技术进行振动时效是本课题的关键所在。
方案一是选择亚共振技术，方案二是选择频谱谐波技术。
考虑到频谱谐波技术具有诸多优点，尤其对处理金属小零件效果明显，能有效降低生产成本。
因此，选择第二种方案，用lh2508型领航者振动消除应力专家系统进行振动时效处理。
2.2 零件的选取航空金属零件具有尺寸小、精度高的特点，通常在加工、铸造、焊接过程中会产生残余应力。
选取典型零件铝环进行振动时效处理，通过振动时效前后残余应力值的比较来验证振动时效效果，对振动时效工艺有效性进行评定。
3 试验方案用x射线衍射法对铝环（毛坯）进行振动时效前残余应力测试；接着进行振动时效处理；振动时效后，再次进行残余应力测试。
4试验准备1）铝环（毛坯），3件；2）msf-2mx射线应力测定仪；lh2508型领航者振动消除应力专家系统。
5 试验过程5.1 残余应力测试在测试残余应力前，依据应力理论，确定并选取铝环（毛坯）零件x射线测试点。
在铝环上选取3点，按照铝环（1号、2号、3号）的顺序进行测量。
振动时效前铝环的应力测试结果见表1。
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０ 引 言
振 动时效 技术 主要应用在 调整 、 化 、 除构件 的 均 消 残余 应 力 ， 高 构件 抗 变形 能力 ， 定构 件加 工 尺 寸 ， 提 稳 提高 焊件疲 劳寿命 和 抗 应 力腐 蚀性 能 ， 高金 属 材料 提
态 为 ０， 块 焊 片 焊 接 成 一 件 试 件 。 试 件 厚 度 为 两
ｓ ｃ ａ ｓ ｌ ｎ ｈ ｐａ ｅ ｃ ｐ ｕ ａ ｄ ｔ ｅ ＶＳＲ ｘ ｒｍ ｅ ｔ ｏ ａ ｅ ｗ ｅ ｄ ｄ ｓ ｒ ｔ ｒ ａ ａ ｒｅ ｕ ｎ ｔ ｉ ｒｉ ｌ Ｔｈ ｘ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｎ ｐｌ ｔ ｌ ｅ ｔｕｃ ｕ ｅ ｗ ｓ ｃ ｒ ｉ ｄ ｏ ｔ ｉ ｈ ｓ ａ ｔｃ ｅ． ｅｅ — ｐ ｒ ｍ ｅ ｔ ｗａ ｒ ｏ ｍ ｅ ｏ ｖａ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆ ｔ ｅ ｓ ｌ ｃ ｅ Ｓ ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ Ｔｈ ｅ ｕ ｔｓ ｏｗｅ ｈａ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｐｅ ｆ ｒ ｄ ｔ ｌｄ ｔ ｈ ｆ ｅ ｔ ｏ ｈ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｖ Ｒ ａ ａ ｔｒ． ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｄ ｔ ｔｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ ｈ ｄ ｗ ａ ｏ ｏ ｈ Ｓ ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｓ ｌ ｃ ｉ ｆ ｗ ｅ ｄ ｄ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｌ ｍ ｉ ｉ ｍ ｌ ｅ ｅ ｒｈ ｄ ｍ ｔｏ ｓ ｇ ｏｄ ｆ ｒ ｔ ｅ Ｖ Ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｎｇ ｏ ｌ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ａ ｕ ｎ ｕ ａｌ ｏｙ． Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ： ＶＳＲ ； ｒ ｓ ｄ ａ ｔ ｅ ｓ；ｄ ａ ｉ ｔｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｔｏ ｏ ｃ ｅ ｉ ｕ ｌ ｓｒ ｓ ｙｎ ｍ ｃ ｓｒ ｓ ； ｘ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｅ； ｅ ｉａ ｉ ｎ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｘｃ ｔ ｔｏ ｑ ｅ ｃ
文 章 编 号 ：０ １０１—２ ６ （ ０ ２） ４—０ ８ ２５ ２１ ０ ０ ４—０ ３
基 于 铝 合 金 焊 接 结 构 的 振 动 时 效 工 艺 研 究
边 洪 录 ， 茂 伟 ， 三 强 李 杨
（ 中国 空 间技 术研 究院 北 京 卫星制 造 厂 ， 北京 １０ ９ ） ０ １０ 摘要： 文章 针 对载人 航 天 器铝 合金 焊接 结 构振 动 时效 工 艺参 数 的 选择 进 行 研 究 ， 并进 行 了平 板 焊 接
结构 振 动 时效 工 艺实验 ， 对振 动 时效效 果和 工 艺参 数进 行 了验 证 。 能 够有 效 指 导铝 合金 焊接 件 振 动
时效 工艺 参数 的选 择 。 关 键 词 ： 动 时 效 ； 余 应 力 ； 应 力 ； 振 力 ； 振 频 率 振 残 动 激 激
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ２； ６ Ｔ ２ Ｖ４ 文 献标 识码 ： Ａ
第 ４期
２１ ０ ２年 ４月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｄｕｌ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏｏ ａｒ Ｍ ｃ ｉ ｌ＆ Ａ ｕ ｏ ａｔｃ Ｍ ａ ｆ ｃ ｕｒ ｎｇ Ｔｅ ｈｎｉ ｕｅ ｔｍ ｉ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｃ ｑ
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座舱 均采 用铝合 金焊接 结构 ， 焊接残余 应力 的存在 ， 直
接影 响 了焊 缝性 能和舱体 的整体 应力水 平 。随着载 人 航 天 的发 展 ， 寿命 ， 长 高可 靠 ， 尺 寸 的密封 座 舱成 为 大 载人航 天器 的发展 趋势 ， 有 消 除应 力方 式 及设 备 将 现 不 能满 足产 品的要 求 ， 振动 时效 技 术 成 为未 来 载人 密
（ ｅｊ ｇＳ ａ ｅ ｒｆ ，Ｃ ｉａ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｐ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅｊ ｇ １ ０ ９ Ｂ ｉｎ ｐ ｃ ｃａ ｓ ｈｎ ａ ｅ ｆＳ ａ ｅＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂ ｉｎ ０ １ ０，Ｃ ｉａ ｉ ｉ ｉ ｈｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｗ ａ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｅｅ ｔｎ ｆ Ｖ Ｓ ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ｆ ｒ ｗ ｅｄ ｄ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｍ ａ ｎｅ ｔａ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｓ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｃｉ ｇ ｏ Ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｏ ｎ ｄ
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２ ｍ， ｍ 外形 尺寸 为 １０ ０ ｍｍ × ０ ｍ 焊缝 位 于 试 件 的 ３ ０ ｍ， 中间 ， 件 材 料 的 力 学 性 能 如 表 １所 示 。试 片 利 用 试
压 板 固 定 于 焊 接 工 装 上 进 行 焊 接 ， 接 后 将 激 振 器 焊 装 夹到 焊接 工装 上 振 动时 效 。
表 １ ５ ６ 典 型 力 学 性 能 Ａ０
状 态
Ｏ
冲击 功 ／ ｌ 值 等方 面 。与传 统 的 热 时效 消 除应 力技 术相 比， 具有 投资少 、 耗能低 、 间短 、 时 应力 消除效 果显
著 、 备局 限性小 等特点 。 目前 ， 国载人 航天 器密 封 设 我
＾ ＭＰ ） （ ａ