振動(dòng)時(shí)效消除殘余應(yīng)力就是用周期性的動(dòng)應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加，使局部產(chǎn)生塑性變形而釋放殘余應(yīng)力的過程。振動(dòng)處理時(shí)對(duì)構(gòu)件施加交變應(yīng)力，如果這種交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某點(diǎn)所存在的殘余應(yīng)力相疊加達(dá)到構(gòu)件的屈服應(yīng)力，則該點(diǎn)將產(chǎn)生局部塑性變形，使殘余應(yīng)力值下降，原來不穩(wěn)定的殘余應(yīng)力得到松弛和均化。即使沒有達(dá)到屈服*限，這種循環(huán)應(yīng)力也可以引起微觀上的位錯(cuò)移動(dòng)，在位錯(cuò)塞積群的前沿引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生微觀塑性變形，這就是振動(dòng)消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。今天，我們就來看一個(gè)振動(dòng)時(shí)效消除焊縫殘余應(yīng)力的案例。
處理的工件是由兩個(gè)半圓鋼板焊接而成，直徑2600mm，厚度110mm，總重量4500kg，焊接應(yīng)力較大。采用南京聚航生產(chǎn)的JH-600A1液晶全自動(dòng)交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，工件要置于橡膠塊或其他彈性支承上，激振器固定于工件上，拾振器為一加速度傳感器。
振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)的選擇
1. 激振頻率 激振頻率的選擇要求耗能小而產(chǎn)生的振幅大，即激振頻率取共振頻率。在實(shí)際振動(dòng)中，儀器可以自動(dòng)掃描出高振幅所對(duì)應(yīng)的頻率，在激振頻率范圍內(nèi)有幾個(gè)共振峰，選其中一個(gè)為主振峰，在主振峰前沿（4/5波峰處）對(duì)構(gòu)件進(jìn)行主振處理，對(duì)大型構(gòu)件可選其余次振峰進(jìn)行多頻率共振處理，使振動(dòng)處理均勻。
2. 激振力 激振力的選擇應(yīng)由構(gòu)件上的*大動(dòng)應(yīng)力來確定，激振力應(yīng)能確定在某些局部區(qū)域產(chǎn)生微塑變形，即*大動(dòng)應(yīng)力與*大殘余應(yīng)力之和大于或等于材料的屈服*限，即δ動(dòng)+δ殘≥δs。
動(dòng)應(yīng)力與工件的材料結(jié)構(gòu)有關(guān)，動(dòng)應(yīng)力大小是振動(dòng)參數(shù)的主要條件，在制定工藝中要測(cè)動(dòng)應(yīng)力，現(xiàn)場(chǎng)往往用調(diào)整激振器檔次及經(jīng)驗(yàn)來判斷動(dòng)應(yīng)力夠不夠，如果動(dòng)應(yīng)力小，振動(dòng)時(shí)間就長(zhǎng)，微塑變形不夠，振動(dòng)效果不好，如果動(dòng)應(yīng)力過大，則易造成工件疲勞損傷。
3. 振動(dòng)時(shí)間的確定 振動(dòng)時(shí)間根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、重量等確定，實(shí)踐證明振動(dòng)處理的前5min殘余應(yīng)力變化*快，15min以后基本處于穩(wěn)定，說明殘余應(yīng)力下降到某種程度后就不再發(fā)生變化了，因此一般激振時(shí)間規(guī)定在20-40min就足夠了。
根據(jù)以上原則對(duì)該工件確定工藝參數(shù)如下。激振頻率：主振頻率f主=94-96Hz；次振頻率f次1=124-126Hz，f次2=145-147Hz。動(dòng)應(yīng)力值：δ=7MPa。振動(dòng)時(shí)間：主振時(shí)間T主=20min；次振時(shí)間T次1=5min，T次2=5min。
總結(jié)
振動(dòng)時(shí)效處理后，用盲孔法對(duì)工件的處理效果進(jìn)行檢驗(yàn)。*后得出結(jié)論，振動(dòng)時(shí)效工藝消除焊縫應(yīng)力取得了良好的效果。振動(dòng)時(shí)效工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短，并且無環(huán)境污染，其顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在很大范圍內(nèi)可以代替熱時(shí)效，尤其在大型的焊接件中，效果尤為顯著.
