前言

振动时效是采用共振的原理——即在激振器的周期性外力的作用下，当所施加给工件的动应力大于或等于材料的屈服极限即工件与激振器的频率相叠加时产生共振，这时在共振 状态下，就会使工件内受约束的分子发生位错滑移，而使一大部分残余应力得到释放，余下的部分残余应力经过二十至四十分钟的调整部分处于均化状态。振动时效 可以使残余应力降低或均化，高应力区降低的比例要大一些，振动时效具有生产周期短、无环境污染、节约生产成本、工件尺寸精度稳定性好等诸多优点。

振动时效在我国从 上世纪七十年代开始做为国家重点科研攻关项目才逐渐被人们认识，经过近三十年的不断研究探索，目前已被我国机械制造业广泛的采用。如：北京机床所的机床床 身、鞍钢、宝钢、首钢的高炉炉壳、热风炉拱顶、热风炉封口带、中国一重集团的大型锻件、哈尔滨电站集团的大型电站设备、齐齐哈尔二机床厂的大型立车铸 件、CW6163系列铸造床身等都很好的采用了振动时效来替代传统的加热回火时效工艺。

受大连盛达重工设备有限公司的委托在工厂的生产现场对图号：CW6163E—10A801,重量：247kg,材质：Q235的床腿进行了振动时效处理，同时进行了振动时效处理前后的残余应力测试从而根据实际效果制定出符合生产实际的振动时效工艺规程。

一、振动时效处理前的残余应力检测

为了准确得 知振动时效对残余应力降低的实际效果，需要对床腿振动处理前后的残余应力分布状态进行检测，目前，国内经常采用的是盲孔法，该方法现场操作方便准确即在构 件的焊缝处粘贴应变片，从中测得焊缝处的应变数据，经过计算得到该构件的原始应力此次为了更加准确得到数据，我们按标准要求共计选择六点进行检测。

二、振动时效处理

本次测试使用的振动时效设备是大连拓达科技有限公司生产的VSR-50型液晶显示振动时效仪，该设备具有全自动功能、预置功能、局部预置和时间调整及显示振动过程中的动态参数曲线等功能，使用灵活、方便、参数直观可见。支撑及激振器装卡位置如图所示：

1、振动时效处理

 由于要振动时效处理的床腿为小型的焊接结构件，根据振动时效工艺及焊接结构件的行业标准（JB/T10375-2002）规定，需采用组合振动的工艺方法来实施振动时效残余应力如上图所示。

（1）将床腿装卡在振动平台上，需要将床腿下表面与平台充分刚性连接，即需将每个压板的螺栓拧紧压板压实。

（2）将拾振器吸附在振动平台角上的床腿上表面，位置需要靠近床腿上表面的外角。（拾振器应吸附在波峰处也就是振幅较大处）

（3）振动参数的确定

先用设备的手动功能进行试振，确定是3000 转左右是该组合振动的共振频率。激振器的偏心档位在二档时所产生的振幅可以满足床腿的振动处理要求，故将激振力选定为二档。

（4）振动时间的确定

从进入自动 处理的振动数据上可以看出，前十分钟以前，床腿的振幅是先上升后逐渐下降的，说明经过振动处理以后构件内阻尼在减少，所以振幅逐渐下降。而经过振动十分钟 以后，振幅的变化基本处于稳定状态，说明构件内部分子的结构趋于稳定，为了保证床腿的振动效果，确定振动时间为40分钟，这样可以保证小车架的应力更加均化。

（5）振动曲线的评定

从振动曲线可以看出，振动时效后比振动时效前频率降低了17转/分，振幅升高了0.6G，这说明床腿经过振动后的内部特性发生了改变，这符合JB/T10375一2002标准中的6.1条a — T曲线上升后下降，之后变平，及a — n曲线振后共振峰发生了单项特征或组合特征的变化（出现振幅升高、频率左移）的要求。

三、振动时效前、后的残余应力检测

在进行振动时效处理之前，我们对床腿进行了残余应力检测

测试数据如表中所示。振动时效处理之后同样进行残余应力测试如表中数据所示。应力情况如下：

振动时效前测试数据（单位：MPa）

振动时效后测试数据（单位：MPa）

残余应力测试数据表（单位：MPa）

四、结论：

1、经过振动处理后的床腿残余应力个别点降低了50%多平均降低了47.39 %，并且振后的各点应力处于明显的均化状态，这完全符合JB/T10375一2002标准中要求。

2、振动时效处理的床腿应力率高于标准中规定的大于30%的要求。

3、以上振动时效工艺参数选择合理有效，可以用于生产。