振动时效消除应力机工艺VSR对比TSR
不同振动时效处理工艺对焊接构件残余应力的影响
W el di ng T echnol ogy V01．42N o．5M ay．2013焊接质量控制与管理67文章编号：1002—025X(2013)05—0067—03不同振动时效处理工艺对焊接构件残余应力的影响徐玉强，马洪伟，钱辉，李顺兴，耿建成(海洋石油工程股份有限公司．天津300452)摘要：振动时效技术是通过引起焊接构件的共振达到调整构件内部残余应力的新技术，具有适用性强、耗能低等特点，有着广泛的应用前景。
本文通过测试采用不同振动时效处理工艺后海洋平台用D36钢焊接试件的焊后残余应力及角变形．对比分析了在焊接过程中不同阶段进行振动时效处理对焊接构件残余应力和角变形的影响。
试验结果显示，采用“焊时振动”处理工艺时的角变形最小，而采用“层间振动”处理工艺可以获得最好的应力消除效果。
为不同振动时效处理工艺应用于减小焊接构件残余应力和焊后变形提供了试验理论依据．关键词：D36钢；振动时效；焊接构件；残余应力；角变形中图分类号：T G404文献标志码：B0序言焊接过程是非稳态的加热过程。
在不均匀温度场的作用下，焊接构件局部产生压缩塑性变形，当焊接过程结束后．将产生残余焊接应力与焊接变形…。
构件的残余焊接应力及焊接变形降低了构件的加工精度和尺寸稳定性，因此，实际加工过程中需要采取相应的措施减小焊接残余应力和焊接变形。
以达到稳定构件尺寸和满足加工精度要求。
这些方法包括预拉伸法[2]、焊后碾压及随焊碾压法[3--4]、温差拉伸法㈣以及利用特定温度场进行焊接变形控制的定应力无变形法㈣等。
但当构件结构复杂时，无论采用机械方法还是利用温度场进行变形控制的方法都难以在实际构件上应用。
振动时效是一种新型调整焊接残余应力和焊接变形方法。
将振动时效与焊接相结合的方式有2种．即焊接过程中振动和焊后振动。
目前，关于海洋平台用D36钢焊接构件振动时效消除残余应力和减小焊接变形方面的研究较少。
本文采用4种不同振动时效处理工艺对D36钢焊接构件进行处理，对比了4种工艺条件下构件残余应力与变形的情况．为振动时效处理技术在海洋平台焊接构件中的应用提供了收稿日期：2013一O l—O l 试验基础。
焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别
焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别内容来源网络，由深圳机械展收集整理！后热处理(PWHT)工艺是指焊接工作完成后，将焊件加热到一定的温度，保温一定的时间，使焊件缓慢冷却下来，以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。
焊后热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，这些过程相互衔接，不可间断。
广义的焊后热处理包括下列各类热处理：消除应力；完全退火；固溶强化热处理；正火；正火加回火；淬火加回火；回火；低温消除应力；析出热处理等；另外，在避免焊接区急速冷却或者是去氢的处理方法中，采取后热处理也是焊后热处理的一种。
焊后热处理可采取炉内热处理，整体炉外热处理或局部热处理的方法进行。
焊后热处理1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布，焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的，所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。
消除残余应力的最通用的方法是高温回火，即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间，利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动，弹性变形逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。
焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。
焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。
2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。
对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。
这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需要细化晶粒，故采用正火处理。
然而单一的正火不能消除残余应力，故需再加高温回火以消除应力。
单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。
绝大多数场合是选用单一的高温回火。
热处理的加热和冷却不宜过快，力求内外壁均匀。
3、焊后热处理的加热方法⑴感应加热。
钢材在交变磁场中产生感应电势，因涡流和磁滞的作用使钢材发热，即感应加热。
现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。
岔管时效处理方案 - 振动时效
风机塔筒法兰时效处理方案综述：风机塔筒法兰为风电工程的常见部件，属于典型的圆环形焊接结构件，焊后必须进行时效处理，降低风机塔筒法兰的焊接应力，避免因为残余应力的缓慢释放造成的开焊、变形或者应力腐蚀而造成裂纹，以保证风电设备长期稳定可靠的工作。
1、时效方案分析：传统的时效方法有：热时效、振动时效、自然时效等。
自然时效(NSR)由于周期太长，较难满足工期要求所以不做推荐；热时效对于此类大型工件，很难保证炉温均匀，炉温很难控制所以也难以保证效果；振动时效（VSR）又称振动消除应力法，是将工件（包括铸件、锻件、焊接构件等）在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，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，工件发生微观或宏观塑性变形，从而降低和均化工件内的残余应力，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。
振动时效工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。
与热时效相比，它无需宠大的时效炉，可节省占地面积与昂贵的设备投资。
因此，目前对长达几米至几十米和桥梁、船舶、风电、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件或加工精度要求较高的工件，较多地采用了振动时效。
生产周期短；自然时效需经几个月的长期放置，热时效亦需经数十小时的周期方能完成，而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。
使用方便；振动设备体积小、重量轻、便于携带。
由于振动处理不受场地限制，振动装置又可携带至现场，所以这种工艺与热时效相比，使用简便，适应性较强。
振动时效操作简便，可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷；并且在风机生产过程中是目前唯一能进行二次时效的方法。
基于以上原因，我们推荐使用振动时效工艺，并曾成功应用于类似风机的时效处理。
下附：质检中心钢岔管振动时效项目取得成功作者：水利部水工金属结构质量检验测试中心水利部水工金属结构质量检验测试中心受新疆伊犁科流域开发建设管理局委托，对新疆恰甫其海水利枢纽工程1#、2#钢岔管进行了振动时效和无损检测工作。
时效处理
时效处理 (1)固溶热处理: (1)热处理工艺中请问什么是人工时效? (3)什么是时效处理 (3)锻压:超塑成形 (3)预合金粉末与金刚石的扩散连接 (4)异种金属扩散连接技术研究 (7)时效处理金属结构件在铸造、焊接、锻压和机械切削加工过程中，由于热胀冷缩和机械力造成的变形，在工件内部产生残余应力，致使工件处于不稳定状态，降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能，使工件在成品后使用过程中因残余应力的释放而产生变形和失效。
为消除残余应力，传统的工艺方法是采用自然时效和热时效。
自然时效是将工件长时间露天放置（一般长达六个月至一年左右），利用环境温度的不断变化和时间效应使残余应力释放。
热时效（TSR）工艺是目前广泛采用的传统机械加工方法，其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度，保温后控制降温，达到消除残余应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生。
振动时效（VSR）工艺是一种可完全取代TSR和NSR的工艺，其原理是用振动消除残余应力，可达到TSR 工艺的同样效果，并在许多性能指标上超过TSR。
固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺时效处理可分为自然时效和人工时效两种自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底.根据合金本性和用途确定采用何种时效方法。
高温下工作的铝合金适宜用人工时效，室温下工作的铝合金有些采用自然时效，有些必须人工时效。
从合金强化相上来分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般采用自然时效，而需要在高温下使用或为了提高合金的屈服强度时，就需要采用人工时效来强化。
比如LY11和LY12，40度以下自然时效可以得到高的强度和耐蚀性，对于150度以上工作的LY12和125-250度工作的LY6铆钉用合金则需要人时效。
利用振动时效技术消除高炉热风炉穹顶的焊接残余应力
利用振动时效技术消除高炉热风炉穹顶的焊接残余应力吴文明【摘要】利用振动时效技术消除热风炉穹顶壳体焊缝焊接残余应力,选用了最大激振力为50KN的LCDVSR-07型振动消除应力系统,激振点选在壳体顶部人孔法兰上,取得了明显的应力消除效果和较好的经济效益并缩短了工期。
%Residual stress elimination for round roof of hot air stove of blast furnace using vibration aging technbique from LCDVSR- 07 vibrator which provides maximum vibration force being 50KN. The vibrating point is selected at place of the flange for manhole. The result is effective with better economic efficiency and Shorten the construction period.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2012(000)021【总页数】2页(P101-102)【关键词】振动时效;热风炉壳体;焊接残余应力【作者】吴文明【作者单位】宁波钢铁有限公司,浙江宁波315807【正文语种】中文【中图分类】TG441宁波钢铁公司1#2500m3高炉系统热风炉高度为49.5m,直径为10～11.34m,重量404t,材质分两种,直筒段壳体为Q235B,穹顶(即高温带)材质为Q345B,穹顶壳体由多块壳体瓣分片组装焊接而成,穹顶壳体钢板最大厚度为50mm(见图一)。
由于体积大,钢板厚,穹顶壳体焊缝残余应力值高,最大实测值近400MPa。
热风炉投用后要在酸性气体环境下承受高温和交变高压应力作用,工况恶劣,在此情况下焊缝易出现应力腐蚀裂纹。
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。
振动时效效果评定的几种方法比较
振动时效效果评定的几种方法比较
楚建营;陈立功;倪纯珍
【期刊名称】《焊接学报》
【年(卷),期】2003(024)001
【摘要】对JB/T 5926-91标准中规定的几种振动时效(VSR)效果评估方法进行比较分析,通过对它们评定原理的研究分析得出它们的应用特点和范围,然后介绍了几种目前尚处于研究完善阶段的评定方法,并根据其原理和特点分析了它们的应用前景,以期对工业生产起一定的指导作用.另外,结合实际工程应用着重介绍了动应力判据,并将其与盲孔残余应力测量法相比较.结果表明,它们具有相仿的评定精度和可靠性.但动应力判据从动态的观点回避了现场残余应力测量困难这一问题,并将效果评定和振动过程结合起来同时进行,因而容易实现整个过程的自动控制.因此,作为一种全新的评定技术,动应力判据具有良好的发展前景和应用价值.
【总页数】4页(P57-60)
【作者】楚建营;陈立功;倪纯珍
【作者单位】海交通大学,材料科学与工程学院,上海,200030;海交通大学,材料科学与工程学院,上海,200030;海交通大学,材料科学与工程学院,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.92
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代峰
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振动时效介绍
振动时效简介振动时效工艺（Vibrationg Stress Relief缩写为VSR）源于西德，已在美、英、俄、日、德、法等国得到普遍应用，自1976年引入我国后也已被几乎所有机械行业采用，并被国家列为“七五”“八五”重点推广项目。
振动时效主要用于降低和均化工件的残余内应力，防止工件变形和开裂它是根据工艺要求控制激振器的转速和偏心使工件发生共振，让工件需时效部位产生一定幅度、一定周数的交变运动并吸收能量，以便让工件内部发生一定的微观粘弹塑性金属力学变化，从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力，提高工件将来的尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。
它最后通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来定性地判断时效效果。
振动时效适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属（铜、铝、锌及其合金）等材质的铸件、煅件、焊接件及其机加工件。
振动时效相比热时效节能95%，处理时间只需二、三十分钟，不占场地，便携，工件不需运输可就地处理，可插在任何工序之间多次处理，应力均化效果好，尺寸稳定性更好，工件表面无氧化，几十米长、数百吨重、上千条焊缝的工件都可适用。
1、机理的力学描述残余应力σr必须和动应力σd叠加超过某一微观极限[σ]才能得到降低或均化,即σd+σr≥[σ].振动时效机理的另一种描述是：通过模拟工况让以后可能产生的变形与开裂提前释放。
所以，时效时也可先分析工件的工况再找出合适的振型及振幅去模拟工况。
这样，时效后时效参数若稳定下来，工件在该工况下就不会产生变形。
2、常规振动时效设备构成主机：控制电机、识别、处理、显示、打印参数激振器及测速装置：激振器强迫工件振动，测速装置将电机转速反馈回主机，作为受强迫振动的工件的振动频率加速传感器：把加速度信号反馈到主机卡具：把激振器固定在横梁或滚轮架（即下图中工件）上胶垫：隔振、降噪3、具体操作：影响VSR 效果的主要因素除时效时间、振幅外，更主要的是工件时效时的振型（也即与其一一对应的共振频率）。
振动时效
振动时效的基本知识2009-09-25 10:57:11| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅一、振动时效设备的组成及作用：1、主机：控制电机启动及调速、信号的收集、处理、显示及打印参数；2、激振器：强迫工件振动并将电机转速及激振频率反馈回主机；3、拾振器：把振动响应如加速度值等反馈回主机。
二、工艺的选择1、激振频率：选择共振区别明显处，一般铸件可以选择中频大激振力，焊接件可分频激振；2、激振力：由构件上最大的动应力来确定既应保证δ动+δ残=δS,(δ-激振器施加给工件的周期性动应力，δ残-残余应力，δS材料屈服强度极限)3、激振时间：振动的前10分钟残余应力变化最快，20分钟后趋于稳定，一般处理20-50分钟即可；4、激振点和支撑点：激振点应在该工件振动节点上，激振点一般在两点支撑点间刚性较大的位置上（亚共振方式/传统的振动时效）5、用震动时效过程中测出的动态参数曲线，根据曲线的变化现场、及时判断振动效果，是目前被认证的方法。
三、振动时效的几个重要参数是：“支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定工艺效果的主要参数。
四、振动实效的实质振动时效是在激振器所产生的周期性外力-激振力作用下迫使工件在其共振范围内产生共振，在此过程中当周期性载荷δd+δr>=[δ]时在工件内残余应力的高峰值处产生局部屈服引起微小的塑性变形，使工件内部残余应力高峰值降低并使残余应力重新均化分布，从而达到强化金属基体、增强抗变形能力、提高工件尺寸精度稳定性的目的。
振动时效从作用上讲是以机械能形式给工件提供能量，增大金属内部原子的振动幅度、加快畸变晶格的排列趋于平衡，振动时效从形式上讲是通过对工件施加略低于材料屈服极限的动应力，人为造成工件“变形”提前发生，从而是工件在其精加工后不再发生变形的效果。
振动时效采用外力振动的方式，使工件内部产生一定周期性的交变作用力，作用力和工件本身残余应力叠加超过工件本身的屈服极限，便导致工件发生微观的塑弹性力学变化，从而引起残余应力的降低和均化，使工件内部各方面作用的力基本趋与平衡，从而防止工件变形、提高工件的疲劳极限，从而发挥工件本身的最大使用价值。
振动时效用激振器的结构设计【文献综述】
毕业设计开题报告机械设计制造及自动化振动时效用激振器的结构设计1.课题的研究背景和意义金属构件经过热加工或压力加工后，表面和内部都会产生残余应力。
残余应力的存在使工件处于不稳定状态，是工件开裂或变形的主要原因。
目前主要有3种时效方式来调整金属构件的残余应力，分别是自然时效(NsR)、热时效(眄R)和振动时效(VsR)。
自然时效是将工件处于自然状态下，使其残余应力缓慢释放。
热时效是通过升高温度来降低材料的屈服极限，从而使材料发生在常温下不可能发生的塑性变形来释放残余应力。
振动时效则是一种通过工件施以循环载荷，使材料内部发生塑性变形，从而调整残余应力、稳定工件尺寸精度的时效方式。
振动时效的优点主要包括：(1)与自然时效相比，处理时间短、效率高，一般只需几十分钟即可；且占地面积少。
(2)与热时效相比，能耗小，仅为热时效的5％；工件尺寸不受限制，无需为大型工件建造专用炉，大大降低了生产成本；应力消除效果好，一般可消除原应力的20％～50％；工件尺寸稳定性好，能够提高材料的松弛刚度及抗疲劳强度；还可以保持工件原表面的加工质量，无热时效所产生的氧化层；无三废¨经过各国科研工作者最近20多年的研究，振动时效在机理、应用等方面都有了新的突破，取得了丰硕的成果，但在某些方面还缺乏共识。
本文针对振动时效技术的发展历史、机理、工艺及效果评定技术等几个方面进行综述，并且指出了振动时效技术的发展趋势，从而为我们下一步如何具有针对性地研究这项技术提供了重要的线索和技术路线。
2. 国内外发展现状和发展方向2.1国外发展据统计，目前世界上正在使用的VSR系统约有一万台以上。
美国在1983年采用振动时效工艺的已有700多个公司，苏联和东欧一些国家也大量使用，都取得了明显的经济效益。
许多国家都已将振动时效定为某些机械构件必须采用的标准工艺。
在英国几乎没有一家公司不使用该项技术的。
振动时效在国外的应用范围比较广，被处理的构件的类型也比较多。
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法(金属)——时效处置之蔡仲巾千创作消除残余应力的方法(金属)——时效处置金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中城市发生残余应力, 残余应力值高者（单元为Pa）在屈服极限附近构件中的残余应力年夜大都暗示出很年夜的有害作用；如降低构件的实际强度、降低疲劳极限, 造成应力腐蚀和脆性断裂, 由于残余应力的松弛, 使零件发生变形, 年夜年夜的影响了构件的尺寸精度.因此降低和消除工件的残余应力就十分需要了, 特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的, 由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视.目前的针对残余应力的分歧处置方法有：自然时效方法和人工时效方法（包括热处置时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效）1、自然时效——适合：热应力（铸造铸造过程中发生的残余应力）冷应力（机械加工过程中发生的残余应力）焊接应力（焊接过程中发生的应力）自然时效是最古老的时效方法.它是把构件露天放置于室外, 依靠年夜自然的力量, 经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变动, 给构件屡次造成反复的温度应力.再温度应力形成的过载下, 促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定.自然时效降低的残余应力不年夜, 但对工件尺寸稳定性很好, 原因是工件经过长时间的放置, 石墨尖端及其他线缺陷尖端附近发生应力集中, 发生了塑性变形, 松弛了应力, 同时也强化了这部份基体, 于是该处的松弛刚度也提高了, 增加了这部份材质的抗变形能力, 自然时效降低了少量残余应力, 却提高了构件的松弛刚度, 对构件的尺寸稳定性较好, 方法简单易行, 但生产周期长.占用场地年夜, 不容易管理, 不能及时发现构件内的缺陷, 已逐渐被淘汰.2、热处置时效——适合：热应力（铸造铸造过程中发生的残余应力）冷应力（机械加工过程中发生的残余应力）焊接应力（焊接过程中发生的应力）热时效处置是传统的消除残余应力方法.它是将构件由室温缓慢, 均匀加热至550℃左右, 保温4-8小时, 再严格控制降温速度至150℃以下出炉.热时效工艺要求是严格的, 如要求炉内温差不年夜于±25℃, 升温速度不年夜于50℃/小时, 降温速度不年夜于20℃/小时.炉内最高温度禁绝超越570℃, 保温时间也不容易过长, 如果温度高于570℃, 保温时间过长, 会引起石墨化, 构件强度降低.如果升温速渡过快, 构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多, 构件各部份的温差急剧增年夜, 会造成附加温度应力.如果附加应力与构件自己的残余应力叠加超越强度极限, 就会造成构件开裂.热时效如果降温不妥, 会使时效效果年夜为降低, 甚至发生与原残余应力相同的温度应力（二次应力、应力叠加）, 并残留在构件中, 从而破坏了已取得的热时效效果.3、敲击时效（锤击法）——适合：焊接应力（焊接过程中发生的应力）锤击处置很早被引入焊接领域, 早期主要应用于消除焊接变形.锤击的方法分为, 手工锤击法和电锤锤击法.通过观察分析, 认为适当锤击可以消除和减少焊接裂纹, 进而推断锤击有消除焊接残余应力的作用, 因此在工艺中采纳锤击处置, 防止焊接裂纹的发生.一般认为,锤击处置消除焊接残余应力是使被处置金属通过锤击,在体内局部发生一定的塑性伸长,释放焊接过程发生的残余拉伸弹性应变,从而到达释放焊接残余应力的目的.但由于锤击（特别是手工锤击）的不规范（锤击力的年夜小、频率、基体的力学性能及锤击区的温度等）及焊接残余应力准确测试的困难, 故对锤击处置与残余应力的关系, 至今尚没有一个科学的和系统的研究.在合适的焊接规范和工艺下, 锤击不单能有效地消除工件焊缝部位的应力, 而且能增进热影响区拉伸残余应力的释放, 甚至可以获得一定值的压应力.4、振动时效——适合：热应力（铸造铸造过程中发生的残余应力）冷应力（机械加工过程中发生的残余应力）焊接应力（焊接过程中发生的应力）振动时效（VSR）就是在激振设备周期性——激振力的作用下在某一频率使金属工件共振, 形成的动应力使工件在半小时内进行数万次较年夜振幅的亚共振振动.使其内部残余应力叠加, 到达一定命值后,在应力最集中处, 会超越屈服极限而发生微小的塑性变形, 降低该处残余应力,并强化金属基体；而后振动在其余应力集中部份发生同样作用, 直至不能引起任何部份塑性变形为止, 从而使构件内残余应力降低和重新分布, 处于平衡状态, 提高资料的强度.构件在后序装置使用中, 因不再处于共振状态, 不接受比共振力更年夜外力作用, 振后构件不会呈现应力变形.振动时效也可看作在周期动应力作用下循环应变, 金属资料内部晶体位错运动使微观应力增加, 到达调节应力稳定构件尺寸的过程.振动时效, 在国外称之为VSR技术, 它是Vibratory Stress Reliele的缩写.它是在激振器的周期性外力（激振力）的作用下, 使工件自身发生共振, 进而使其内部歪曲的晶格, 发生滑移而恢复平衡, 提工件的松弛刚度, 消除并均化残余应力, 使其尺寸稳定.在以消除残余应力为目的的时效方法中, 振动时效可以完全取代热时效.原机电部等六个部委将振动时效定为第七个五年计化间推广的节能项目, 并将此类产物定位替代进口产物, 这种振动消除应力技术在国外已有几十年的应用经验.5、超声冲击——适合：焊接应力（焊接过程中发生的应力）超声冲击是敲击时效的发展.超声冲击技术的特点是单元时间内输入能量高, 实施装置的比能量（输出能量与装置质量之比）年夜.振动处置频率可高达18KHZ-27KHZ, 振动速度可达2m/s-3m/s, 加速度高达重力加速度的三万多倍, 高速瞬时的冲击能量使被处置焊缝区的概况温度以极高的速度上升到600℃, 又以极快的速度冷却.这种高频能量输入到焊缝区概况后, 使能量作用区的表层金属的相位组织发生一定的变动.1）使焊缝区的金属概况层内的拉伸残余应力酿成压应力, 从而能年夜幅度地提高结构的使用疲劳寿命.2）概况层内的金属晶粒变细, 发生塑性变形层, 从而使金属概况层的强度和硬度有相应的提高.3）改善焊趾的几何形状, 降低应力集中.4）改变焊接应力场, 明显减少焊接变形.注：本文为网站的原创文章, 版权归所有.转载请注明出处.。
振动时效去应力技术特点
振动时效去应力技术特点
振动时效去应力技术特点
振动时效工艺采取共振原理：
振动时效设备，利用高频振动消除应力，高频振动通过一定的频率跟一定的周期规律性的振动，促使工件内部残余应力晶体移位降低应力高点的应力，使得整体应力降低到应力平衡点。
振动时效技术简介：
振动时效技术，国外称之为VibratingStressRelief简称VSR,旨在通过专业的振动时效设备，使被处理的工件产生共振，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形――被歪曲的晶格逐渐回复平衡状态。
位错重新滑移并钉扎，从而使工件内部的残余应力得以消除和均化，最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂，保证工件尺寸精度的稳定性。
振动时效技术适用范围：
振动时效适应于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属（铜、铝、锌及其合金）等铸件、锻件和焊接件及其机加工件。
振动时效与热时效特点比较
项目
热时效
振动时效
应力消除
40－80％
30－90％。
振动时效(VSR)工艺
热时效（TSR）工艺是目前还在广泛采用的传统机械加工方法，其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度，保温后控制降温，达到消除残余应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生。
TSR工艺广泛应用于几乎所有机械产品生产厂，在中国有几万家企业每年有数十万吨的机械金属结构件采用TSR，其所消耗的重油、电、煤气和原煤折合标准煤为140-240kg／吨左右，由此可见TSR工艺耗能已不容忽视，其对环境造成的污染之大也是有目共瞩的。
TSR工艺的基本工装低温时效炉目前造价约为人民币4000元/立方米左右，年维护费用为人民币300-400元/立方米，加上运输、其它辅助工作（如去除氧化皮等），每吨金属结构件的处理费用将高达人民币400-600元。
自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置（一般长达六个月至一年左右），利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放，由于周期太长和占地面积大，仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想，目前应用的较少。
振动时效（VSR）工艺是一种可完全取代TSR和NSR的工艺，其原理是用振动消除残余应力，可达到TSR 工艺的同样效果，并在许多性能指标上超过TSR。
VSR工艺耗能少（是TSR的２％左右）、设备投资少和效率高，其在节能、减少环境污染和提高产品性能方面有卓越的表现，使得这一高新技术在各行各业中有广泛的应用前景。
VSR工艺在我国的应用已有二十多年的历史，但其较具规模的应用却不到十年，影响其广泛应用的原因主要是设备制造技术的相对落后。
在二十世纪九十年代以前，我国生产的振动时效设备普遍存在技术陈旧、故障率高、操作复杂和体积笨重等缺点，使用设备的企业往往对其又爱又怕，爱的是其带来的可观利益，怕的是其娇嫩易坏，有统计表明该时期设备带病率几乎为100%，其维护复杂也使相当多的技术人员谈虎变色。
进入九十年代，一种全新概念的新型设备“TZ21智能型振动时效装置”在深圳出现，在短短的一年左右就普及大江南北，使一些“行业专家”大跌眼镜，其独创的全软件控制、模板组合硬件结构、编程全自动操作等新技术，使故障率大幅度降低、操作相对简化和体积、重量减少，其可观的销售业绩已说明其在中国市场上的成功。
焊后热处理(WHT)和焊后消除应力热处理的区别
焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别内容来源网络，由深圳机械展收集整理！后热处理(PWHT)工艺是指焊接工作完成后，将焊件加热到一定的温度，保温一定的时间，使焊件缓慢冷却下来，以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。
焊后热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，这些过程相互衔接，不可间断。
广义的焊后热处理包括下列各类热处理：消除应力；完全退火；固溶强化热处理；正火；正火加回火；淬火加回火；回火；低温消除应力；析出热处理等；另外，在避免焊接区急速冷却或者是去氢的处理方法中，采取后热处理也是焊后热处理的一种。
焊后热处理可采取炉内热处理，整体炉外热处理或局部热处理的方法进行。
焊后热处理1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布，焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的，所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。
消除残余应力的最通用的方法是高温回火，即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间，利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动，弹性变形逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。
焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。
焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。
2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。
对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。
这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需要细化晶粒，故采用正火处理。
然而单一的正火不能消除残余应力，故需再加高温回火以消除应力。
单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。
绝大多数场合是选用单一的高温回火。
热处理的加热和冷却不宜过快，力求内外壁均匀。
3、焊后热处理的加热方法⑴感应加热。
钢材在交变磁场中产生感应电势，因涡流和磁滞的作用使钢材发热，即感应加热。
现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。
振动处理技术的原理及应用
第四章 振动处理技术的原理及应用最近十多年来，国内外使用振动处理的方法消除金属构件内的残余应力，以防止构件变形和开裂，代替 传统的热时效和自然时效。
这种技术在国外称做”VSR 技术，它是” Vibratory Stress Relief ”的缩写，由于这种方法可以降低和均化构件内的残余应力，因此可以提高构件的使用强度，可以减小变形而稳定构件的精度，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、缩短生产周期上具有 明显的效果，因此被许多国家大量使用。
我们在该项技术的机理研究和应用上取得了较大的进展。
一、振动时效工艺的简单程序振动处理技术又称做振动消除应力法，在我国称做振动时效。
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，并将构件用橡胶垫等弹性物体做支撑，如图所示。
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。
图中的振动测试系统是用来监测动应力幅值及其变化的。
实际生产上使用 中不需要做动应力监测，振动时效设备本身具有模拟振幅监测系统。
可见，用振动调整残余应力的技术是十分简单和可行的。
二、振动时效工艺特点振动时效之所以能够取代热时效，是由于该技术具有明显的优点。
1、 机械性能显著提高经过振动时效处理的构件其残余应力可以被消除20%^ 80%左右，高拉应力区消除的比例比低应力区大因此可以提高使用强度和疲劳寿命，降低应力腐蚀。
可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微 观裂纹的发生。
可以提高构件抗变形的能力，稳定构件的精度，提高机械质量。
2、 适用性强由于设备简单易于搬动，因此可以在任何场地上进行现场处理。
它不受构件大小和材料的限制，从几十 公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。
特别是对于一些大型构件无法使用热时效时，振动时效就具 有更加突岀的优越性。
3、节省时间、能源和费用振动时效只需30分钟即可进行下道工序。
振动时效
1. 振动时效工艺简介振动时效（英文为Vibratory Stress Relief缩写为VSR）又称振动消除应力，主要是通过控制激振器的转速和偏心，使工件发生共振，让工件需时效的部位产生一定幅度，一定周期的交变运动并吸收能量，使工件内部发生微观粘弹塑性力学变化，从而降低工件的局部峰值应力和均化工件的残余应力场，（尤其是表面的集中应力区域），最终防止工件的变形与开裂，保证以后的尺寸稳定精度，它最后通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来间接，定性的判断时效效果。
振动时效适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属（铜、铝、锌及其合金）等材质的铸件、煅件、焊接件及其机加工件.振动时效比热时效节能95％，处理时间只需几十分钟，不占场地，便携，工件不需运输可就地处理，可插在精加工前任何工序之间多次处理，应力均化效果好，尺寸稳定性好，工件表面无氧化，几十米长，数百吨重，上千条焊缝的工件都可适用。
构件经过焊接，铸造，锻造，机械加工等工艺过程，其内部产生了残余应力，它极大地影响了构件的尺寸稳定性，刚度，强度，疲劳寿命和机械加工性能，甚至会导致裂纹和应力腐蚀。
时效是降低残余应力，使构件尺寸精度稳定的方法。
时效的方法主要有三种：自然时效，热时效和振动时效。
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，残余应力下降2-10﹪，但是却极大地提高了工件的松弛刚度，因而工件的尺寸稳定性很好，但因自然时效时间太长，现在很少采用。
热时效是传统的时效方法它是把工件加热到高温，保温后控制降温。
通常认为可以消除残余应力70-80％，实际生产中，热时效可消除残余应力20-60％。
振动时效是介于自然时效和热时效两者之间的方法，可消除残余应力20-50％，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，因而振动时效工件的尺寸稳定性可以与热时效相比拟。
铸铁件的时效处理及方法之欧阳历创编
铸铁件的时效处理时效处理可分为自然时效和人工时效两种。
自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底.振动时效技术发展史使用振动处理方法消除或均化金属件的残余应力，以代替热时效（焖火）。
这种新技术在国外被称作：“Ｖibratory Stress Relief Method”（简称VSR）引进我国后又称“振动时效”该技术源于美国发展和应用于英国、法国、前苏联。
据统计，目前世界上正在使用的VSR设备有一万台以上，许多国家都已将振动时效定为某些机械构件必须采用的标准工艺，我国的振动时效技术经过科研人员的不懈努力在机理和应用上取得了突破性的进展，一些技术指标已达到或超过国外同类设备的先进水平。
人工时效是退火吗？对于铸铁件来说，人工时效就是热时效。
也就是一种能够快速降低铸件内应力的退火工艺。
时效现在有三种方式：自然时效、人工时效、振动时效。
自然时效和热时效，即工件露天长时间放置，由于温度的自然变化以及其它环境变化使工件的尺寸日趋稳定。
一般说来这需长达两年的时间。
用木锤敲击工件，用风握直接振动等，在实际生产中都有应用，有人认为用机械施加工件即相当于加速自然时效，这种方法在国外早有专刊。
它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之与工件发生共振（激振器产生与工件本征频率相一致的振动频率）。
从而获得相当大的振动能量，这种能量可以和热能相比的、共振中交变的初应力与残余应力相叠加，驱使工件产生更大的振动，发生局部屈服，使晶体内部错位和晶界产生微观滑移，引起微量塑性变形，促使大量错位一部分钉轧在杂质上，另一部分聚集到晶粒间界上，另外还有一部分错位获得足够大的能量，可以穿过晶界而进入另一个晶粒内，这样从总体看工件的残余应力得到松弛或均化，在宏观上表现为尺寸稳定、刚度、耐腐蚀性、耐疲劳性提高，金属内耗下降，塑性得到改善。
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振动时效消除应力机工艺VSR对比TSR
振动时效消除应力机工艺VSR对比TSR
尽管振动应力消除（VSR）在世界各地的许多不同行业被很好地应用了几十年，但是由于对它的能力和局限性一无所知，人们仍然常常不信任它。
作为热应力消除（TSR）的替代品，它的适用性取决于几个因素，尤其是期望的最终结果。
在焊接和铸造制造中，VSR最常用于实现尺寸稳定性，因此它已证明有成功的记录。
残余应力松弛的精确程度取决于所使用的产品、材料和设备，并且很难预测。
然而，TSR除了对小的、简单的部件外，很少100%有效，并且通常仅能将峰值残余应力降低70-80%。
VSR能够为TSR所能达到的稳定性提供同等的稳定性，但不能促进通常与TSR相关的任何冶金效益。
然而，它可以有效地用于不耐热处理的材料，并且通常只是TSR成本的一小部分。
VSR在疲劳敏感应用中应谨慎使用，因为它具有诱发大量高应变循环的潜力。
已知两种变型VSR是有效的：共振VSR和模态次共振VSR，前者是两者中更有效的。
在两种主要类型的VSR设备中，交流励磁电动机比直流励磁电动机更有能力。
与许多过程一样，VSR的成功取决于所使用的设备和操作者的技能。
振动时效消除应力机工艺VSR对比TSR
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