振动时效处理
振动时效振动时效安全操作及保养规程
振动时效安全操作及保养规程摘要近年来，振动时效设备在机械工业中得到了广泛的使用。
然而，在使用振动时效设备的过程中，由于使用不当或保养不当，造成了很多的安全事故。
为此，本文将详细介绍振动时效设备的安全操作及保养规程，以提高振动时效设备的使用效率及安全性。
一、安全操作规程1.1 运行前的检查振动时效设备使用之前应进行检查。
1.检查设备的所有接线是否牢固。
2.检查设备的供电电压是否符合要求。
3.检查设备的安全保护措施是否齐全有效。
4.检查设备的仪器指示是否正常。
1.2 运行时的安全操作在运行时应注意以下几点：1.在使用设备之前应确认设备的所有接线正确接好。
2.在使用设备之前应确认设备的供电电压符合要求。
3.在使用设备过程中，应注意不要超负荷使用设备。
4.在使用设备过程中，应及时进行接线或接插件的更换并确认操作正确。
1.3 关机后的处理在关机后应进行处理：1.拔下所有的接线插头。
2.关闭设备电源，并拔掉设备电源插头。
3.清洁设备表面及设备周围环境，尤其是桌子表面。
二、保养规程2.1 内部维护1.定期进行设备内部的清理工作。
2.定期进行设备接线端按键开关以及指示器外观的清理。
3.定期检查设备接线端口是否正常，有无断裂、氧化现象。
4.定期检查设备的供电电源是否接好且正常。
2.2 外部维护1.定期进行设备外表的擦拭清洁工作。
2.定期检查设备外表面覆层以及方位标志是否正常。
3.定期检查设备测头以及端口是否干净卫生。
2.3 检验和校准1.在使用一段时间后，应对设备进行检验和校准。
2.如果检验或校准有问题，请及时找专业人士进行修理，不要私自操作。
三、小结振动时效设备是一种广泛使用的机械设备，在使用过程中需要注意其安全操作规程及保养规程，才能确保其正常使用及安全性。
通过对设备进行定期的维护及检验，可以延长设备的使用寿命，减少设备故障的发生，提高使用效率，并确保使用过程中的安全性。
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。
关于机械加工中时效处理的知识总结
时效处理时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度或室温放置，其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。
人工时效处理：采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的工艺。
自然时效处理：将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象。
振动时效：从80年代初起逐步进入使用阶段，振动时效处理在不加热也不像自然时效那样费时的情况下，给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放，从而达到时效的目的。
时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。
人工时效处理，即热处理存在着能耗大、成本高、大工件无法处理等弊端。
自然时效时间长，效率低，仅能使应力消除2～10 %。
振动时效工艺，主要将其用于消除焊接构件的残余应力,增加焊接结构的尺寸稳定性。
由于振动时效具有设备简单、处理时间短、节省能源、对稳定工件尺寸和消除残余应力作用显著等特点，近年来得到了较广泛的应用。
振动时效是“锤击松弛法”（敲击时效）的发展。
振动时效过程中，采用激振装置对应力工件施以循环载荷，利用周期性的动应力（激振力）与构件残余应力叠加达到材料的屈服应力，使构件共振并产生局部塑性变形，这种塑性变形往往首先发生在残余应力最大处，使残余应力松弛和释放、尺寸稳定，从而达到时效目的。
振动时效是热处理的补充和发展，可在很大范围内代替热处理。
振动时效可以解释为一个闭环控制的“激励-响应”振动体系，如图所示。
常用的“激励源”（激振器）是一个有偏心质量的电机，偏心块的旋转产生激振力，可通过调节偏心距改变激振力大小。
激振器与工件通过C型夹刚性固定。
用橡胶垫支撑工件，保证工件在振动时效过程中呈“弹性悬浮”状况。
振动过程中工件的“响应”（振动加速度）通过加速度传感器传递回控制系统。
控制系统是振动时效设备的核心，通过检测振动加速度的变化来控制偏心电机的旋转速度和振动持续时间。
通过检测系统的振动加速度幅度，找到系统的共振频率，保证系统在共振或亚共振状态下振动，并获得足够大的振动动应力。
振动时效
振动时效培训材料第一章振动时效背景第二章关于残余应力第三章消除残余应力的方法第四章振动时效原理第五章振动时效效果的判定方法第六章振动时效数据处理方式第七章振动时效设备构成介绍附件：典型工件讲解图附件：10型说明书第一章振动时效背景z一、振动时效技术应用z二、振动时效的特点z三、振动时效的由来及现状一、振动时效技术应用z振动时效技术，国外称之为“Vibrating Stress Relief”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。
二、振动时效的特点z 1.时效效果好z 2.灵活性强z 3. 彻底解决了热时效炉窑的环境污染问题z 4.投资少z 5.节能显著z 6.效率高z7.特别是不宜高温时效的材料和零件的消除应力处理z表一振动时效与热时效特点比较消除应力方式热时效振动时效应力消除３０－８０％３０－9０％能源消耗能耗高300～500元/吨比热时效节能９５％尺寸稳定性较好比热时效提高３０％以上时效周期48－96小时20—50分钟环境保护烟气粉尘废渣排放无污染抗变形能力比时效前有所降低比热时效提高３０－５０％时效变形较大可忽略不计时效氧化有无大型工件无法进炉处理可方便就地处理工序安排须在精加工前可排在任何工序之前三、振动时效的由来及现状z 1.由来及国外的应用情况z在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工、热处理、校直等制造过程中在工件的内部产生残余应力，而残余应力的存在必然会导致一些不良的后果出现。
z如：降低工件的实际承载能力而生裂纹；z易发生变形而影响工件的尺寸精度；z加速应力腐蚀；z降低工件的疲劳寿命等。
z消除应力有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载时效、爆炸时效、循环加载时效等，虽然都有有缺点，但都在一定程度上达到消除和均化应力的目的。
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。
振动时效作业指导书
*******有限公司一、目的：为适应客户需求对*********产品进行振动时效理。
二、范围：*******有限公司产品。
三、依据：**********有限公司《关于*********的通知》。
四、职责：1、铸造车间负责产品振动时效操作及时效后的产品标识。
2、质检部负责振动时效的检查及相关数据的收集储存。
3、销售部负责与客户间关于振动时效处理信息的传递。
五、要求及方法：1、铸造分厂按照产品要求对相关产品进行振动时效处理。
2、产品在时效前必须确认每件产品与工作台连接紧固，时效感应装置应当放置在距离振动电机较远且振动强度较低的产品上，操作过程中不得接触振动平台及感应装置。
3、在时效过程中确认振动曲线完整、记录完善，振动曲线显示接近直线时视为振动有效否则需重新操作。
4、参数曲线观测法4.1、可根据振动时效中打印的时效曲线（a—t曲线表示加速度—时间）或振后扫频曲线(a—n曲线表示加速度-转速)相对振前扫频曲线的变化来监测。
4.2、参数设定值：时间：35分钟，起始转速值2800-3200、终止转速值4600-5200，曲线图分为：时效前曲线，时效曲线，时效后曲线图。
4.3、出现下列情况之一时，即可判断工件已达到了时效效果；a ) a—t曲线上升后变平；b ) a—t曲线上升后下降后变平；c) a—n曲线振后加速度峰值比振前高；d) a—n曲线振后的共振频率比振前变小；e ) a—n曲线振后比振前宽带变窄；f ) a—n曲线共振峰有裂变现象发生；5 时效完成后由振动时效操作人员在毛坯外圆刷漆部位用白色广告色做“Z”标识，标识大小为30—50mm。
6 时效完成后操作人员将打印出来的曲线记录收集并转交给质检部毛坯检验人员，由质检部毛坯检验人员检查曲线的有效性，判定产品合格或返工，合格产品开具《毛坯检验单》。
每班由毛坯检验人员负责将曲线记录交回质量统计人员保管，曲线记录保管期限为3年。
7 销售部依据客户要求可向质检部质量统计索取振动时效曲线记录并移交给客户。
振动时效文档
振动时效什么是振动时效？振动时效是一个材料科学的概念，指的是在振动载荷下，材料的性能随时间发生变化的现象。
当材料长期暴露在振动环境中时，其性能可能会逐渐退化，导致材料的可靠性降低。
振动时效是一种物理现象，普遍存在于各种材料中，尤其是金属材料。
振动时效对于很多行业都是一个重要的考虑因素。
在航空航天、汽车、电子设备等领域，材料的可靠性对于产品的安全性和寿命非常重要。
振动时效会对材料的疲劳寿命产生直接影响，因此，了解和控制振动时效是工程师和科学家们需要重点关注的问题。
振动时效的机理振动时效的机理可以分为两个方面：宏观机械变形和微观材料结构变化。
1.宏观机械变形：材料在振动载荷下会发生宏观的形变和变形。
在振动过程中，材料内部会发生应力的集中和变化，这可能会导致材料产生微裂纹、断裂或变形。
长期以往，这些宏观机械变形会积累并导致材料性能的退化。
2.微观材料结构变化：振动载荷下的材料会发生微观结构的变化。
这些结构变化包括晶粒的析出、晶体的移动、晶格的扭曲等。
这些微观结构的变化会导致材料的力学性能、热学性能和电学性能的改变。
振动时效的影响振动时效对材料的影响主要体现在以下几个方面：1.疲劳寿命：振动时效会缩短材料的疲劳寿命。
在振动环境中，材料会经历往复的应力加载和变形。
这些应力和变形可能会导致材料产生微裂纹，并逐渐扩展至破坏。
振动时效会加速微裂纹的扩展，从而降低材料的疲劳寿命。
2.材料硬度和强度的下降：振动时效会导致材料的硬度和强度下降。
材料在振动载荷下会产生局部应力的集中和变化，这可能导致材料的晶粒发生位错或断裂。
这些破坏会导致材料的硬度和强度降低。
3.材料的电学性能下降：振动时效还会对材料的电学性能产生影响。
材料的微观结构变化会导致电子在材料内部的传导能力下降。
这可能会导致电子元器件的故障和损坏，进而影响整个系统的正常运行。
振动时效的评估和控制为了评估和控制振动时效，工程师和科学家们采取了一系列的方法和措施。
液压机大型焊接件振动时效处理的可行性
冷却 ， 其 降 温 速 度 ≤３ ０ ￣ Ｃ ／ ｈ， 这 样 工件 的残余 应 力 能
消除 ５ ０ ％～ ６ ０ ％， 去 应 力 效 果 比较 好 。 如 操 作 过 程 不 规范 ， 则 达 不 到好 的 消 除 应 力 的 效 果 。 振 动 时 效 消 除 应 力 法 与 热 时 效 一 样 ，都 靠 激 发
频 响应 。
过 去通 常采 用热 时效来 消 除残余 应力 。这种 方 法 就是 将工 件缓 慢 加热 到 ５ ５ ０ ￣ （ ２ ， 保温 ４ ～ ８ ｈ， 并且 要 保 证 工 件 不 同 区域 的 温 差 ≤２ ０ ℃ ， 然 后 将 工 件 随 炉
（ ２ ） 要选 择适 当的激振 点 和支撑 点 。 激 振 力 应 ≤ ７ ０ ＭＰ ａ ， 激 振 次数一 般 为 ４ ～ ５ ｘ １ ０ 次 。如 选 用 的 激 振 器 固有 频 率 为 ５ ０ Ｈｚ ，则 工 件 ｎ， 极 大降低 了时效处 理时 间 。
金 属 构 件 经 过 振 动 时 效 处 理 后 ，其 常 规 的 机 械
分子 活动 ， 使金 属 内晶界发 生 “ 位移 ” ， 从 而达 到 消除 应 力 或 使 应 力 均 化 的 目的 。 钢 板 在 焊 接 过 程 中 因 受
产品 ， 如 ＹＸ２ ８ － １ ７ ０ ０ ／ ２ ５ ０ ０ 、 ＹＸ２ ７－ Ｉ Ｏ ０ ０ Ｃ、 ＸＰ ２ Ｆ ＣＢ Ｍ
一
当 输 入 一 定 数 量 级 的 机 械 能 时 ，金 属 构 件 大 量 吸 收
能量 ， 使 分子 的活 动被激 发 ， 破 碎 的 晶粒 通 过 再 结 晶 形 成 新 的 等 轴 晶 粒 。 当被 振 构 件 其 内 能 不 消 耗 或 不 吸 收 激 振 力 时 ，便 产 生 共 振 ，处 于 共 振 时 的 金 属 构
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振动时效处理
工作原理
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：把激振器固定在工件上
胶垫：隔振、降噪
振动时效原理
◆振动时效技术又称“振动消除应力法”，国外简称“VSR”技术。
它的实施过程是通过振动时效装置的控制系统控制激振器的转数和偏心作用在工件上产生离心力，使工件发生共振（谐振），让工件需时效部位产生一定幅度、一定周期的交变运动，并吸收能量，经过一定时间的振动引起工件微小塑性变形及晶粒内部位错逐渐滑移，并重新缠绕钉扎使得残余应力被消除和均化，防止工件变形和开裂，从而达到提高工件尺寸精度稳定性，增强工件的抗变形能力和提高疲劳寿命。
◆从宏观角度分析振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。
从分析残余应力松驰和零件变形中可知，残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松驰和再分布，使零件发生永久塑性变形。
故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力，特别是危险的降值应力，振动时效同样可以降低残余应力，零件在振动处理后残余应力通常可降低30—80%，同时也使峰值应力降低使应力分布均匀化。
◆从微观方面分析振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加动应力，众所周知工程上采用的材料都不是理想的弹性体，其内部存在着不同类型的微观缺陷，铸铁中更是存在着大量形状各异的切割金属基体的石墨。
故而无论是钢、铸铁或其他金属，其中的微观缺陷附近都存在着不同程度的应力集中，当受到振动时，施加于零件上的交变应力与零件中的残余应力叠加。
当应力叠加的结果到一定的数值时，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。
这种塑性变形降低了该处残余应力降值，并强化了金属基体，而后振动又在一些应力集中较严重的部位上产生同样作用，直至振动附加应力与残余应力叠加的代数和不能引起任何部位的塑性变形为止，此时振动便不再产生消除和均化残余应力及强化金属的作用。
◆实践证明振动时效替代热时效后可节约能源90%以上，提高抗变形能力30%以上，尺寸稳定性提高30%以上，疲劳寿命提高20%以上。
处理时效通常只需15—45分钟，不分场地，不受工件
尺寸、形状、重量等限制，可处理几公斤至几百吨的工件。
便携工件不需运输可就地处理，可插在任何工序之间进行处理。
采用振动时效可提高工效几十倍，它具有减少环境污染、缩短生产周期、改善劳动条件、工艺简便等优点，是一项投资少、见效快、综合效益显著的工艺。
◆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。