焊接结构件振动时效处理
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。
振动时效及几种消除应力方法简介
振动时效介绍一、振动时效简介振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是通过振动，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。
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。
它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，并将构件用橡皮垫等弹性物体支承，通过控制器起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，一般累计振动时间不应超过40分钟。
由于部分用户对振动时效的机理不甚了解，盲目使用一些简易的（所谓“全自动振动时效”）振动时效设备对产品进行时效。
这种完全不针对工件个性、仅按照振动时效设备生产者预置的参数，对各种工件均采用一种或几种工艺参数进行时效的方法，会导致被时效工件出现下列几种情况：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（裂纹、夹渣、气孔、缩松等）继续扩大、撕裂，甚至报废的严重后果。
二、几种去应力方法简单对比：1、热时效，通过加热炉进行处理，不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入，而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异，其对残余应力的消除率一般在40～80%之间；2、振动时效虽然使用方便，但其应力消除率一般在30～50%。
(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。
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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。
【建筑】振动时效热处理技术
振动时效热处理技术1️⃣ 振动时效热处理技术概述振动时效热处理技术是一种先进的材料处理技术，通过向工件施加特定频率和振幅的机械振动，诱发其内部残余应力的释放和重新分布，从而达到消除或降低应力水平、提高材料稳定性和使用寿命的目的。
该技术广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶工程、机械制造等多个领域，成为现代工业中不可或缺的一部分。
2️⃣ 技术原理与机制振动时效热处理技术的核心在于利用共振原理。
工件在受到外界激励（如振动）时，其内部会产生应力波。
当振动频率与工件某一固有频率相匹配时，会发生共振现象，此时工件内部的残余应力在振动作用下逐渐释放。
具体来说，振动会促使材料内部的微观结构发生调整，如晶粒间的相对滑动、位错的重排等，从而改变应力的分布状态。
此外，振动还能促进材料的微观塑性变形，进一步降低应力水平。
3️⃣ 应用实例与优势航空航天领域：在飞机发动机叶片、机身结构件等关键部件的制造过程中，振动时效热处理技术能有效消除焊接、锻造等工艺产生的残余应力，提高部件的疲劳强度和抗裂纹扩展能力。
汽车制造行业：汽车零部件如曲轴、连杆、齿轮等，在经历铸造、锻造和机械加工后，往往存在较高的残余应力。
振动时效处理能有效降低这些应力，提高零件的尺寸稳定性和使用寿命。
船舶工程：大型船体结构在焊接过程中会产生大量的残余应力，这些应力可能导致船体变形、开裂等问题。
振动时效处理技术能够均匀化应力分布，提高船体的整体强度和耐久性。
振动时效热处理技术的优势主要体现在以下几个方面：高效节能：与传统热处理相比，振动时效处理无需加热，能耗低，且处理周期短，提高了生产效率。
环保无污染：该技术无需使用化学药剂，避免了环境污染问题。
改善材料性能：通过优化应力分布，振动时效处理能显著提高材料的抗疲劳性能、耐腐蚀性和韧性。
适用范围广：几乎适用于所有金属和合金材料，包括难以用传统方法处理的复杂形状和大型构件。
综上所述，振动时效热处理技术以其独特的原理和广泛的应用前景，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。
振动时效技术要求
2. 工件及激振装置的放置 2.1. 为了便使工件在振动过程中始终处于自由状态，应采用橡胶垫（如橡胶轮胎等）作支撑。 2.2. 激振装置应刚性地固定在工件刚度较强或振幅较大处，不准固定在大而薄的平面等刚性较
差的部位，固定激振装置处应平整。
率不超过额定功率的 80%。 4.3. 振前进行扫频，记录振幅频率（a-t）曲线。 4.4. 主振工件，记录振幅时间（a-t）曲线。 4.5. 起振后振幅时间（a-t）曲线上的振幅上升，然后变平或上升后下降然后再变平，从变平开
始稳定 3~5min 为振动截止时间。 4.6. 振后进行扫频，记录振幅频率（a-n）曲线。 4.7. 必要时可作多点激振处理，也可用附振频率（即主振频率以外的各共振频率）作多频共振
曲线等。
6．操作者
由具有高中以上文化，经过专业培训合格，能严格执行工艺文件的人员担当。
7．振动时效实施
7.1 工件准备
a) 工件表面应不存在裂纹、虚焊、夹渣等严重缺陷。
b) 工件支撑采用随机附带还胶垫或废橡胶外胎在节点处作弹性支撑，应尽可能采用二点或三
点支撑，必要时也可用四点支撑，支撑应保证工件任一点不接触地面。
并保证其电流值低于扫频时的 3/4，否则应减少加速度值开激振力，在线打印加速度-时间
曲线。
b) 观察加速度值，若有上升后最终变平，则认为时效效果基本达到，如 20min 尚未有上升变
化，则应提高加速度值或激振力。
c) 继续对附振频率进行时效处理。
d) 振后自动扫描，记录α-n 曲线。
7.3.3 振动时效效果评定
3.4. 必要时可通过调整支撑点、激振点和拾振点的位置来激起较多的振型。 3.5. 测定 1~3 个共振峰较大的频率在共振时的动应力峰值的大小，选择动应力大、频率低的共
焊接构件的振动时效技术
焊接构件的振动时效技术焊接构件的振动时效技术是对已焊接成型的构件进行振动处理，用以降低和均化由於焊接造成的残余应力。
而振动焊接是首先将被焊部件进行振动，且边振动边焊接，直到焊完为止。
这种振动是在肯定频率范围内的稍微振动，其作用如下：首先，当焊缝金属在熔溶状态时，振动可以使组织发生变化，晶粒得以细化。
焊缝晶粒细化必将使材料力学性能得到提高；其次在有温度作用下，焊缝处材料屈服极限很低，因此振动很简单使热应力场得到缓解，极易发生热塑性变形，而释放受约束应变，使应力场梯度削减，故使最终的焊接残余应力得到降低或均化；第三由于振动，在结晶过程中使气泡杂质等简单上浮，氢气易排解，焊缝材料与母材过渡连接匀称、平缓，降低应力集中，提高焊接质量。
因此振动焊接可以有效地防止焊接裂纹和变形，提高构件的疲惫寿命，增加机械性能。
振动焊接技术是在振动时效技术基础上进展起来的。
但振动焊接技术的作用明显优於振动时效技术。
振动时效技术是在构件焊好后使用的处理技术，只能对焊接残余应力起到降低和均化作用，而振动焊接技术从焊接开头就起到细化晶粒的作用，接着在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力。
因此，可以说振动焊接从一开头就起到了防止焊接裂纹和削减变形的作用。
提高焊接质量是优於振动时效技术的最突出优点。
做为振动焊接，它并不要求构件必需达到共振状态，只要达到某一频率范围内且具有肯定的振幅就可以，因此振动焊接技术可以在任何构件上应用。
特殊是在大型结构件焊接修复时，振动焊接就完全可以实现，焊后不再使用热时效处理。
在这里必需说明的是"振动焊接技术'包括两个方面，即"焊接技术'与"焊接振动技术'两个内容。
这里说的"焊接技术'就是正常的焊接技术，而"焊接振动技术'就是在焊接过程中依据不同构件施加一种不同参数的机械振动。
这一章就是讨论关於"振动焊接'的作用和"振动焊接'的工艺参数选择原理。
焊接结构件振动时效处理
焊接结构件振动时效处理摘要：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。
关键词：焊接震动实效处理Abstract: with the development of science and technology in manufacturing in mechanical processing, welding structure used more widely. After welding welding structure eliminating stress method, more and more with the vibration aging replace heat treatment. Practice shows that the vibration aging method to eliminate the welding stress, not only ensure the product quality, and also to improve the production efficiency, but also save a lot of energy, so as to reduce the production cost. But for high strength steel welding parts, especially the martensite organization of welding vibration aging, has been regarded as the area. According to this present situation, this paper this paper vibration aging application principle and high strength steel factory of welded structure vibration aging treatment, the application of the results confirmed that its application effect, reliable, and feasible.Keywords: welding vibration effect processing引言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。
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
振动时效设备消除残余应力的机理
振动时效设备消除残余应力的机理振动时效又称振动消除应力法，是将工件（包括铸件、锻件、焊接结构件等）在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，消除其残余应力，使尺寸精度获得稳定的一种方法。
这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。
近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。
振动时效的实质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, 工件发生微观塑性变形, 从而降低和均化工件内的残余应力, 并使其尺寸精度达到稳定.在工件上施加附加应力的方法有很多种。
施加静力或静力矩也可得到消除应力、稳定精度的效果，这就是静态过载法以动力形式施加的附加应力也可以是冲击、随机振动或周期振动，周期振动中包括共振。
在本世纪五十年代前后，随着现代科学技术的发展，振动理论、测试技术和激振设备都得到迅速发展，从而发现，在工件的共振频率下进行振动，可以缩短振动处理时间，消除应力和稳定精度的效果更好，能源消耗也最少。
同时出现了相应的振动设备。
这种新型的振动时效工艺和设备的出现，立即受到各国的高度重视，迅速应用于生产实践中。
目前各国采用的振动时效工艺，大多数是共振时效。
这种工艺是将激振器牢固地夹持在被处理工件的适当位置上，通过振动设备的控制部分，根据工件的大小和形状调节激振力，并根据工件的固有频率调节激振频率，直至使联结在工件上的振动传感器（速度计或加速度计）所接收的信号达到一个最大值。
这时标志工件已达到共振。
在这种状态下持续振动一段时间，即可达到消除应力、稳定尺寸精度的目的。
由于这种工艺日趋成熟，振动和控制设备日臻完善，振动时效已为十多个工业发达国家广泛采用。
美国某应力消除公司，进行5000多项振动时效处理，结果分析成本仅为热时效的10%，在消除应力方面完全可取代热时效。
英国和西德对飞机装配型架的焊接梁和框架普遍采用了振动时效，苏联金属切削机床实验科学研究院将振动时效工艺推荐给各机床厂，某些重型机床厂的大件和基础零件全部采用了振动时效。
焊接结构件振动时效处理
焊接结构件振动时效处理
来阳 月 星
（ 四川石 油天然气建设 工程 有限责任 公 司，四川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
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 、ห้องสมุดไป่ตู้ 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。 ・
相比具有节能、降耗、高效率等独特的优 点 ，使 振动 时效 这 门新 技术 也逐 渐被人 们 认知 和接受 ，近 年来科 技 的发展 ，一 些新 的智 能 的振 动 时效技术 和设 备 出现 ，解 决 了旧 的 振 动 时 效技 术 没 有 解 决 的技 术 难 题 ，新设备 使这 项技术 消 除了更 多 的是 依 赖 于人 ，减 少 了人 为因素影 响 ，正在 逐步 取代 热时效 技术 。 ３ 振动 时效 工艺 的制定 ３ ． １ 振 动时 效基本 工艺 参数 ３ ． １ ． １振 动频 率 的选 择 ，每一 种 金 属 结构 件 均有几 种不 同振 型的共 振频率 ，该 频率与结构件本身的形状 、重量 、材质和 结构 刚性 等 因素有关 ，是 结构 件本 身的 固 有特 性 。振动 时效设 备通 过扫频 仪 可检测 出结 构件 的共振 频 率 ，包 括峰 值频率 。找 到共 振 峰值频 率后 ，应保 证工 件避开 峰值
振动时效消除应力
振动时效消除应力引言振动时效是一种通过振动作用来消除金属材料内部应力的方法。
在金属材料加工、焊接、热处理等过程中，常常会产生各种应力，如残余应力、应力集中等。
这些应力不仅会影响材料性能和使用寿命，还可能导致材料发生变形、开裂等问题。
振动时效是通过施加一定的振动载荷来调控金属材料的内部结构，以达到消除应力的目的。
本文将介绍振动时效的原理、应用范围和效果评估方法。
一、振动时效原理振动时效是基于振动疲劳原理而发展起来的一种技术。
振动载荷可以有效地改变金属材料的内部结构，进而改善其力学性能。
具体来说，振动时效的原理可以归纳为以下几个方面：1. 相互作用原理：振动载荷作用下，材料内部的晶界、位错、空位等缺陷会发生移动和聚合，从而消除应力集中。
2. 晶粒细化效应：振动时效可以通过晶界间的滑动和重排，使晶粒得到细化和均匀分布，从而提高材料的强度和韧性。
3. 相变效应：振动时效可以引发材料内部的相变，如固相析出、溶质冷凝等，从而改变材料的组织结构和性能。
二、振动时效的应用范围振动时效可以在多个领域中得到应用，以下是一些常见的应用范围：1. 金属材料加工：在金属材料的加工过程中，常常会产生残余应力，例如锻造、轧制、拉伸等过程。
通过施加一定的振动载荷，可以有效地消除这些残余应力，减小材料的变形和开裂风险。
2. 焊接工艺：焊接过程中会产生大量的热应力和残余应力，严重影响焊接接头的性能。
振动时效可以通过调节焊接区域的应力分布，减小残余应力，提高焊接接头的强度和韧性。
3. 金属热处理：金属热处理过程中常常会产生应力，如淬火应力、回火应力等。
振动时效可以在热处理过程中施加振动载荷，使得应力得到释放和调整，从而得到更好的组织和性能。
三、振动时效效果评估方法评估振动时效效果的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法：1. X射线衍射：通过对振动时效后的材料进行X射线衍射分析，可以得到材料的晶体结构、残余应力等信息，从而评估振动时效的效果。
不锈钢焊接构件的振动时效与热时效
不锈钢焊接构件的振动时效与热时效摘要：采用振动时效(VSR)和热时效两种方法对核电堆内构件304L不锈钢方形筒体(控制棒导向筒)进行焊后去应力处理。
通过对残余应力和工艺变形测定，表明这两种方法都可达到期望的技术要求。
对振动时效的机理及动应力对去应力效果的影响作了较详细的介绍，并对两种工艺进行了比较。
关键词：振动时效(VSR)；残余应力；；不锈钢；核电1 前言核电堆内构件方形筒体即控制棒导向筒(见图1)，是核反应堆内尺寸精度要求最高的焊接构件。
母材为304L超低碳不锈钢。
它由9块多孔法兰板、8根双孔管、8根C形管及2个半方管外包壳，通过真空电子束焊及手工氩弧焊组成一体，构成有24个导向孔系的高精度焊接构件。
外包壳断面为190mm×190mm，板厚6mm，工件全长2388mm。
它用于反应堆控制棒上下运动时的导向，在事故出现时，它必须保证控制棒在重力作用下迅速插入堆芯，以紧急停堆。
因此其制造技术要求非常高，焊接过程及焊后去应力过程都必须严格控制变形。
24个导向孔系在全长范围的位置偏差不得大于0.8mm。
针对焊后去应力的技术要求，本研究选择热时效及振动时效(VSR-Vibrate Stress Relief)两种方法进行试验。
包括：304L 钢焊接残余应力的分布，热时效工艺，振动时效工艺，两种工艺前后的应力变化及精度变化，通过定量数据来确定这两种工艺能否达到规定的技术要求。
为今后规模化生产提供重要的试验依据。
2 304L不锈钢的焊接残余应力304L是满足核电堆内构件要求的优质超低碳不锈钢，其化学成分w(%)为：1.5C，0.033Mn，9.08Ni， 18.54Cr，0.003Cu，0.023S，0.056P，0.002N。
项目组对304L钢等离子脉冲对接焊接试板用盲孔法进行了残余应力测定，测定的纵向残余应力分布见图2。
各测点的数据由4次测量结果按统计方法获得。
从总体上看，其纵向应力除焊缝中心外304L钢与一般碳素结构钢的主应力分布相似，近缝区为拉应力，远焊缝区为压应力，板边为低应力。
降低钢结构焊接件残余应力的振动时效法
降低钢结构焊接件残余应力的振动时效法
钢结构焊接件残余应力时效法是指在振动环境中，对钢结构焊接件的残余应力进行降低，以缓解它们所受到振动环境带来的不利影响。
以下是钢结构焊接件残应力时效法的具体步骤：
1. 应用建模与仿真技术：在应用此技术之前，应进行充分的建模与仿真，综合考量构件的结构特征、尺寸参数和各种激振荷载，对构件体残应力进行预测，并建立残应力变化的模型；
2. 确定激振条件：根据建立的模型以及经过计算确定的激振频率、幅度及频率等指标，确定耐受激振环境的范围、条件，以及残应力的变化程度；
3. 选择激振技术：根据建立的模型和环境条件，确定必要的设备及其测控系统，并且在此基础上进行探测测控，确保系统的激振参数在给定的范围内；
4. 鉴定材料：选择经过鉴定评估的材料，以确保残应力时效法的有效性。
5. 组线衔接：组织好焊缝，使组线衔接贴合，使焊接件之间的残余应力变得最小；
6. 残余应力时效：将所组结构焊接件按照给定的力学条件进行激振，使其在较长的时间内，减弱残余应力，达到残应力衰减的目的；
7. 实验并评估：针对各衰减情况进行相应的试验，并根据观察结果进行评估；
8. 具体应用：将残余应力时效法应用于实际钢结构焊接件，从而减少结构受振的成果，提高结构的使用寿命。
以上是钢结构焊接件残余应力时效法的具体步骤，该法能有效减弱钢结构焊接件的残余应力，有助于结构的安全运行和使用寿命的提高。
大机组振动时效工艺
大型水轮发电机组焊接结构件振动时效工艺应用及在我厂的推广应用前景重庆水轮机厂有限责任公司摘要：本文介绍了振动时效工艺应用于水轮发电机组大型焊接结构件时，其工艺参数的确定及正确选择动应力，使工件符合检测标准。
振动时效在我厂推广使用的节能效果。
关键词：振动时效新工艺、大型水轮机座环，节能效果。
1．前言振动时效又称VSR（Vibration Stress Rclief）振动消除应力法，它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，达到应力匀化的目的；另外，振动引起位错的增殖和移动，使材料屈服点上升，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年多来，振动时效工艺发展迅速，并在大重型结构件上得到了应用。
该工艺与热处理相比主要具有下述特点：（1）投资少，不需建造大型的热时效炉，只需在现场使工件在其振频率下进行时效，（2）周期短，每个工件只需设2~3振点，每个振点振动10~25min；（3）热处理有软化材料，去氢和提高冷脆的作用，而振动时效则有均化应力效果明显、强化材料的特点。
对于刚性设计的重型焊接结构件，由于对其强度和尺寸稳定有一定要求，所以采用振动时效工艺是非常合适时；（4）不仅节约能源，而且具有振动设备体积小、重量轻、操作简单等优点。
2．四川东西关电站水轮机座环的振动时效处理。
2．1问题的提出：四川东西关电站水轮机发电机组为我厂近年来所承接的大型发电设备，水轮机型号为ZZ500—LH—640其座环为低碳钢全焊接结构，净重94吨，由上环、下环和十四个固定导叶组成其结构见图一，众所周知，焊接结构件需消除残余应力，传统方法采用热时效处理，该座环尺寸大，超过我厂退火炉有效容积，鉴于我厂前几年振动时效工艺应用的成功经验，决定东西关电站水轮机座环焊后采用振动时效。
振动时效工艺守则
振动时效工艺守则一、总则1、本守则是铸件和焊接结构件振动时效的主要工艺文件，有关人员必须严格执行。
二、生产前的准备1、检查电机运转、控制箱工作是否正常。
2、把所有导线按仪器说明书接好。
3、把工作场所收拾整齐、合理、安全。
三、预分析根据工件的形状，分析可能出现的振形，以确定工件的支承方式和位置，基本原则如下:1、当工件长:宽，3，长:厚，5，即为梁型件，支承点距各端部2/9L处(L为工件的长度)，激振器在中间或一端，传感器在另一端。
2、当工件长=宽，长:厚，5，即为板型件，支承点沿长度方向布置，四点支撑在距各端1/3L处，激振器在中间或一端，传感器在另一端。
3、当工件长=宽=厚，为方型件，三点支承，激振器在中间或一端，传感器在另一端。
4、当工件为环型件，沿圆周三支承，激振器在两点中间，传感器在另两点中间。
5、当工件轴类件，激振器在一端，传感器在另一端(做工做夹具)。
6、当工件较小件，设计平台，工件固定在平台上进行时效。
7、当工件较大件或刚性太强，采用定时定速或平台时效。
四、时效时间工件重量(T) <1 1-5 5-10 10-50 >50 振动时间5 10 15 20 20-40 (min)五、时效处理1、按设备使用说明书将设备各部分用电缆连接好，予热5分钟。
2、将激振器和传感器联接好。
3、打开主控制电源开关、液晶屏幕上显示滚动显示、说明主控制箱内微机工作正常。
4、按运行键、设备即开始工作，并对工件进行振前扫描，若工艺参数合适则设备将自动继续进行第二步的振动时效处理和第三步振动时效效果的检测。
若工艺参数不合适，液晶屏上将显示不合适的原因并给出修正方案，操作者需按屏幕显示的修正步骤对工艺参数进行修正，修正完后按复位键，然后按运行键进行振动时效处理。
5、对于第一次处理的工件，也可以采用手动操作的方式，按上升键为开始手动控制，电机转速缓慢升速，升速速度为三档每按一次改变一种升速速度，若停止升速按下降键即可，降速时按相反操作。
振动时效工艺在刀辊焊接结构件中的应用
振动时效工艺在刀辊焊接结构件中的应用摘要：通过对比分析时效处理的三种方法，阐述了振动时效的特点和工艺参数选择要点，介绍了振动时效工艺在刀辊焊接结构件的成功应用。
振动时效是一种简便、快捷、有效、节能、环保的先进工艺，能在很大程度上替代热时效。
关键词：振动时效；刀辊焊接；残余应力中图分类号：tg156.92 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）15-0057-021 时效方法的选择在生产实践中，大型构件焊接后不可避免地存在残余着应力，而残余应力又是导致其变形或开裂的重要原因。
当缺少大型退火炉，以及受部分构件材质及加工工艺本身的限制无法采用热时效这种传统的实效方法时，就需要寻求其它高效的工艺方法，消除残余应力。
目前，时效方法一般包括自然时效、热时效和振动时效三种。
自然时效是最古老的时效方法，这种方法是把构件置于室外，利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。
热时效是传统的时效方法，就是通过热时效炉把工件加热到550℃左右，保温后控制降温，使工件的残余应力得到松弛，防止裂纹产生；振动时效方法，是使用振动时效设备，将工件在激振器所施加的周期性外力作用下产生共振，松弛残余应力，获得尺寸精度稳定性。
自然时效占用生产周期长，难以满足生产进度要求；热时效消除残余应力可靠、效果好，但加热设备投资大，耗能大，成本高，效率低，应用受到限制；而振动时效具有设备投资少，生产效率高，时效成本低，可减小和均化工件内的残余应力，提高了工件抗动静载、抗变形能力，稳定了工件加工尺寸精度。
刀辊是削片机重要的工作部件，主要由面板、中间支撑板、弧板、飞刀座焊接而成（图1），焊接结构相对复杂，应力分布不均匀，工件制造过程中精度要求相对较高。
刀辊直径一般在650～1300之间，要求具有较好的刚性和惯性矩，并需经动平衡试验。
刀辊上装有飞刀，用专门制造的飞刀螺栓，通过压刀块固定在刀辊上。
通过对三种时效工艺技术的综合分析比较，并考虑企业设备条件和工件生产批量，刀辊焊后去应力宜采用振动时效工艺。
时效处理方法
时效处理方法
时效处理的方法主要有三种，即自然时效、热时效和振动时效。
1. 自然时效是最古老的方法，它是把构件置于室外让其经过气候、温度的反复变化，在反复的温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。
一般认为，经过一年自然时效的工件，残余应力仅下降2~10%，但是却较
大地提高了工件的松弛刚度，因而工件的尺寸稳定性很好。
但因时间太长，一般不采用。
2. 热时效是传统的时效方法，它是把工件加热到550℃左右，保温后控制降温。
通常认为可以消除残余应力70~80%，我国若干厂家热时效消除残余应力的统计说明，实际生产中，热时效消除残余应力为20~60%，而且能耗大、成本高。
3. 振动时效是介于自然时效和热时效两者之间的方法即工件在激振器所施加的周期性外力作用下产生共振，松弛残余应力，获得尺寸精度稳定性。
振动时效可以消除残余应力20~50%，比热时效低一些，但比自然时效高，主要是降低残余应力峰值；它和自然时效一样，能提高工件的松弛刚度，而热时效却使工件的松弛刚度下降。
因些振动时效的工件的尺寸稳定性可以与热时效的工件媲美。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅时效处理方面的文献或咨询专业人士。
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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。
所以限制了振动时效技术的应用。
1.3 人为因素对振动时效技术的影响很大。
操作者根据的水平和经验选取振动时效设备工艺参数，对于结构复杂的焊接件，不同的焊接结构件有不同的共振峰，如果缺乏一定的实际经
验，找到结构件的共振峰则有一定难度。
而一般生产单位正缺乏这样的技术人才，导致振动时效技术的应用水平迟迟得不到提高。
2 振动时效的设备的发展
由于振动时效技术与其它时效技术相比具有节能、降耗、高效率等独特的优点，使振动时效这门新技术也逐渐被人们认知和接受，近年来科技的发展，一些新的智能的振动时效技术和设备出现，解决了旧的振动时效技术没有解决的技术难题，新设备使这项技术消除了更多的是依赖于人，减少了人为因素影响，正在逐步取代热时效技术。
3 振动时效工艺的制定
3.1 振动时效基本工艺参数
3.1.1 振动频率的选择，每一种金属结构件均有几种不同振型的共振频率，该频率与结构件本身的形状、重量、材质和结构刚性等因素有关，是结构件本身的固有特性。
振动时效设备通过扫频仪可检测出结构件的共振频率，包括峰值频率。
找到共振峰值频率后，应保证工件避开峰值共振频率，在亚共振区进行共振，在工件振动过程中，还要随时注意调整振动频率，直至振动完成。
3.1.2 激振力的选择，振动时效过程中，激振力的大小是通过结构件承受应力值大小来衡量的，是振动时效工艺的重要参数，激振力的选择要根据被振件的不同材质、几何形状、刚度的大小及重量等因素来确定。
3.1.3 振动时间的选择，振动时间的确定，应根据结构件的结构和重量不同，残余应力的大小和分布。
在目前的生产实践中，有以下几种方法来确定振动时效的时间：按结构件振动过程的共振峰、振幅、激振器的激振力变化来确定，按结构件的重量来确定，按结构件振动过程中塑性变型基本停止时间来确定。
3.2 振动时效工艺
一项新工艺的采用，必须要结合实际的数据来说明其作用是否能够达到预定的要求。
对于振动时效这项新工艺，我们通过振动时效试验来验证，振动时效对于振动消除应力是有明显的优势的。
3.3 振动时效工艺
以T39804--3A箱体为振动工件，该箱体在进行振动时效时的工艺顺序如下。
3.3.1 被振工件振型的选择，先将工件用弹性支撑水平支好，采用三点支撑，将工件支撑平衡，将激振器夹卡在箱体结合面小轴孔上端处。
该箱体在实振时出现十字节线，所以该箱体振动时效的振型为一阶弯扭振型。
3.3.2 振动频率的选择，箱体实振时，共振峰出现在5890转/分处，为保证该箱体在实振过程中平稳运行、防止实振点移向共振峰后沿，宴振时档位义加一档，振动额率选在5657转/分。
3.3.3 激振力的选择，箱体实振时，将激振器的偏心距调至最小，在设备的扫频范围内逐渐升速，通过观察加速度值的变换找寻共振峰，当发现共振峰后，通过调节激振力的大小使最大加速度值符合范围要求。
3.3.4 振动时间的选择，实振时共振峰出现的高频段，振动30分钟后，T39804-3A箱体实振时工艺参数，振幅频率A-D曲线后的峰值比振前的峰值升高，振后的峰值点比振前的左移，完全符合中华人民共和国机械工业标准/T 5926--91的规定。
这次振动时效合格。
结语
金属结构件在焊接过程中，由于热胀冷缩和机械力造成的变形，在工件内部会产生的残余应力，从而形成了一个的应力场，使工件处于不稳定状态，只要给它人为地施加一些外力，使工件内部的残余应力释放，经过振动时效工件内应力向平衡方向发展，而且工件的金属组织不发生任何改变，通过我们试验验证，有效地证明了这一点。
这种高效、节能、无污染环保的振动时效消除应力技术的应用，将会显著的提高的产品质量和产品使用的可靠性。
参考文献
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[2]房德馨.金属的残余应力与振动处理技术[M].大连：大连理工大学出版社，1989.
[3]中国机械工业工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，1992.
[4]JB/T5926-91，中华人民共和共机械行业标准，振动时效工艺参数选择及技术要求[S].。