技术文章/ Article
振动时效工艺和方案的实施有哪些方式及得出的结论
1.剪切振动
理论上讲被振工件在任何振动频率下只要动应力足够大就都能达到均化残余应力和稳定尺寸的效果。但为了能用小的能量激发大型构件产生较大的振动，我们将激振器放置在远离支点的波峰处，并使偏心轮的旋转面平行于支点的平面，从而使工件上下二个面作呈剪切运动的共振。这种振动对垂直面上的焊缝以及上下平面与各垂直面的角焊缝都能产生较大的动应力，加速度传感器应放在边长较大的一边，以获得较高的振动信号。
2.固定支点状况下的多点振动
由于工件很重，轻的也有80t，而现场行车的起吊能力只有30t，故只能用千斤顶将工件顶起。顶起时，要在支部处垫入弹性橡胶垫块。为了使工件各处能够获得足够大的动应力，采用了固定支撑多点施振的方案。该方案激振器的安装位置采用“垂直平分线法”，即以三个支点中心为顶点作一个三角形，三角形三条边的垂直平分线与边缘线的交点位置即是激振器的固定区域(图1b)。这种振动模型振动阻力小，易于获得振幅较大的共振。为了取得佳的振动效果，可对每个工件设3~4个激振点进行振动。按工件结构形式、重量、残余应力的大小和分布不同，每个激振点的振动时间为10~20min。
3.多频振动
在同一种激振状态下(支点和激点都不改变位置)，可以采用不同的频率进行振动。若激振器功率大，还可以采用强迫振动。这种方案由于振动波长改变后动应力的峰值区域也发生变化，所以每改变一次频率都应改变加速度传感器的位置。
振动时效工艺方案实施的结论
(1)如果消除应力的目的是为了提高工件服役尺寸的稳定性，则可以用振动时效替代热时效，并能获得明显的经济效益。
(2)对重型刚性焊接结构，除采用了大功率的激振器外，还需采用复合的振动时效工艺，如剪切振动、多次多点振动和多频振动等工艺。只要工艺设计合理，就能达到消除应力的效果。
(3)振动时效效果应以应力总体平均值下降率以及振动后高残余应力与设计工作应力迭加值是否超过材料屈服点来进行双重判别。本次振动的三个工件应力下降率达到30%~40%，满足了使用要求。
