基于铝合金焊接结构的振动时效工艺研究

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基于振动时效技术消除和控制涂层内应力的工艺研究

内应力最多降低４９．７％，３Ｃｒ１３涂层内应力最多降低４０．５％关键词：电弧喷涂；振动时效；涂层应力；１艺方案中图分类号：ＴＧＩ７４．４４２＊．２文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９４９２（２０１７）０５—００２９—０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｋｉｎｇｔｈｅａｒｃｓｐｒａｙｉｎｇｃｏａｔｉｎｇｓａｍｐｌｅｕｓｉｎｇｔｉｌｅｌｎａ［（ｒｉａｌ（ ’ ｒＺｎＡＩａｌｌｏｙｓａｎｄ３ＣＩ ‘ １３ａｌｈ）ｖｓ．ｔｈｅｎｆｏｒｍｕｌａｔｔ、ｌＩ１ｔ ’ ｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｇｒａｍ
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｉａｆｔｅｒｔｒｅａｔｅｌ１ｗｉｔｈＶＳＲｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｔｈｅｉｎｎｅｒｓｈｅＳＳｏｆ‘ ’ ｏａｒｉｎｇｆ！ａｉ１ｌｅ】ｌｆｅ（。ｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｉｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｅｎｄｔｏｂｅｕｎｉｆｏｒｍ，ｔＩ１ｅｎｌａｘｉｌｌｕｍ０ｆｓｔｒｅｓｓｌｒＺｎＡＩａｌｌｏｙ‘ ・ｏａｉｎｒｇｒｔ（Ｉｕ（ｓｈｖ４９．７％ａｎｄ４（】．５％ｆｔ．３Ｃｒｌ３ａｌｌｏｙｃｏｍｐａｒｅｄｌｏｔｈｅｕｎｔｒｅａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎ，一ｓＩ￣ｒａｙｉｎｇ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｒｅｌｉｅｆ；ｃｏａｔｉｎｇｓ｜ｒｅｓｓ；ｐｒｏ（ｅｓｓｐｒｏｇｒａｍ

基于金属材料循环机械特性的振动时效适用范围的研究

恒定的Ａ￡所以形成了稳定的滞回曲线．环软化钢Ｓ０５钢在低于屈服强度的等应力副作用下在，循ＡＥ１４
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４ｉ，动频率为１．～１７Ｈｚ对应的循环周次约为４×１４Ｏ０ｒｎ振ａ６７６，０～ ×１次．振动时效所施加的振动载荷为１￣８ａ这一载荷对金属材料而言是一个相当低的应力，周疲劳００ＭＰ．低
４５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／９６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５０℃ 退火的２板在弯曲试验机上进７有］８５０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．５Ａ３６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

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

加给工件的周期性动应力，残—— 残余应力，５Ｓ
— —
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ｏＳ
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：２１— １１０００ —３作者简介：丁延松（９５一）１＂７，男，河南南阳人，讲师，工程硕士。第３２卷第３期２１－【５００３４】
（河南工业职业技术学院，南阳４３０）７０９
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：１０ —０３（０００－０５２９１４２１）３０４ —００

焊接构件振动时效工艺参数和技术要求

7.5振动骨科
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。

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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
ｓｃａｓｌｎｈｐａｅｃｐｕａｄｔｅＶＳＲｘｒｍｅｔｏａｅｗｅｄｄｓｒｔｒａａｒｅｕｎｔｉｒｉｌＴｈｘｅｐｅｉｎｎｐｌｔｌｅｔｕｃｕｅｗｓｃｒｉｄｏｔｉｈｓａｔｃｅ．ｅｅ — ｐｒｍｅｔｗａｒｏｍｅｏｖａｉａｅｔｅｅｆｃｆｔｅｓｌｃｅＳｐｒｍｅｅｓＴｈｅｕｔｓｏｗｅｈａｈｅｉｎｓｐｅｆｒｄｔｌｄｔｈｆｅｔｏｈｅｅｔｄＶＲａａｔｒ．ｅｒｓｌｈｄｔｔｔｅｒｓａｃｅｅｈｄｗａｏｏｈＳｐｒｍｅｅｓｓｌｃｉｆｗｅｄｄｓｒｃｕｅｏｌｍｉｉｍｌｅｅｒｈｄｍｔｏｓｇｏｄｆｒｔｅＶＲａａｔｒｅｅｔｎｇｏｌｅｔｕｔｒｆａｕｎｕａｌｏｙ．Ｋｅｏｄｙｗｒｓ：ＶＳＲ；ｒｓｄａｔｅｓ；ｄａｉｔｅｓｅｃｔｔｏｏｃｅｉｕｌｓｒｓｙｎｍｃｓｒｓ；ｘｉａｉｎｆｒｅ；ｅｉａｉｎ￣ｅｕｎｙｘｃｔｔｏｑｅｃ
文章编号：０１０１—２６（０２）４—０８２５２１００４—０３
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，北京１０９）０１０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：Ｈ１２；６Ｔ２Ｖ４文献标识码：Ａ
第４期
２１０２年４月
组合机床与自动化加工技术
ＭｏｄｕｌａｈｎｅＴｏｏａｒＭｃｉｌ＆ＡｕｏａｔｃＭａｆｃｕｒｎｇＴｅｈｎｉｕｅｔｍｉｎｕａｔｉｃｑ
ＮＯ．４Ａｐｒ２２．０１
３３３
ｆ（ａ，２ＭＰ）０
１７５
占ｏ％）ｌ（
２０
Ｅ（Ｐ）Ｇａ
７０
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
（ｅｊｇＳａｅｒｆ，ＣｉａＡｃｄｍｙｏｐｃｅｈｏｏｙｅｊｇ１０９ＢｉｎｐｃｃａｓｈｎａｅｆＳａｅＴｃｎｌｇ，Ｂｉｎ０１０，Ｃｉａｉｉｉｈｎ）
Ａｂｓｒｃ：ＴｈｅｅｒｈｗａｓｄｏｈｅｅｅｔｎｆＶＳｐｒｍｅｅｓｆｒｗｅｄｄｔｕｔｒｆｍａｎｅｔａｔｅｒｓａｃｓｂａｅｎｔｓｌｃｉｇｏＲａａｔｒｏｌｅｓｒｃｕｅｏｎｄ
ＲｅｅｒｈｏｂｒｉｔｅｓＲｅｉｆＢａｅｎｅｄｅｔｕｃｕｒｆＡｌｍｉｕｍｌｙｓａｃｎＶｉａｔｎｇＳｒｓｌｓｄｏＷｌｄＳｒｔｅｏｕｎｅＡｌｏＢＩＡＮｎ —ｕ，Ｌａ — ｉＹＡＮＧａｑａｇＨｏｇｌＩＭｏｗｅ，Ｓｎ— ｉｎ
２ｍ，ｍ外形尺寸为１００ｍｍ × ０ｍ焊缝位于试件的３０ｍ，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１５６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
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