振动时效仪 其他检测试验仪器

振动时效工艺原理：

 振动时效起源于敲击时效，是通过专用的时效设备，使被处理的工件产生共振。通过共振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。歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态，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。

振动时效工艺适用范围及优势：

主要消除铸造、锻压、焊接、机加工、以及金属工件的内部残余内应力，通过共振振动的方式，改变其内部晶体结构来消除应力。振动时效的优势在于，消除效率高，处理时间短，效果好的特点，成为广大客户在生产加工中首先选择的产品。
振动时效工艺采取共振原理：

振动时效设备，利用高频振动消除应力，高频振动通过一定的频率跟一定的周期规律性的振动，促使工件内部残余应力晶体移位降低应力高点的应力，使得整体应力降低到应力平衡点。

振动时效技术简介：

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。

振动时效技术适用范围：

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。

振动时效与热时效特点比较

振动时效整机组成部分及相关特点

振动时效设备是由控制器、激振器、传感器、弹性胶垫、打印系统、附属装卡工具及相关连接线组成。操作简单，使用方便。随着节能减排意识的日益普及和振动时效技术本身的实际效果，振动时效设备越来越多的应用到生产流程之中，是目前国内消除残余内应力不可或缺的实用设备。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。时效时间一般只需15—40分钟，且不受工件重量限制、大小限制。可安排在任何工序之间。具有投资少、使用成本低、操作简单等优点，越来越多的应用于生产加工过程中。

振动时效处理工艺各种参数

振动时效最重要的工艺参数为：激振频率、激振力、实效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求，更不可能判定构件的有效振型从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求，观察构件的各阶振型，选择有效的工艺参数。采用手动工作方式，可快速了解构件的特性，选取合理的激振及拾振位置，确定的激振频率和激振力。同时，为了满足批量构件及简单构件的时效要求，被系统增设了手动时效功能，可自动绘制时效曲线及相关数据，为产品检查提供宏观依据，时效时间可在线任意调整。

振动时效工艺过程：

振动时效机工作过程图示

1、 振前处理：设备自动寻找工件的共振峰，并把振前a-n过程曲线存储起来，由分析程序确定激振频率，过程和曲线会显示在液晶屏上。

2、 时效处理： 设备自动进行，根据不同工件自动决定处理时间，并把a-t过程曲线存储起来，过程和曲线会显示在液晶屏上。

3、 振后处理： 设备自动对处理后的工件进行振动扫描，并把振后a-n曲线存储起来，过程和曲线会显示在液晶屏上。  

4、 打印处理：把a-t，振前a-n，振后a-n曲线打印出来，供对比、判断和留存。

振动时效处理工艺依附标准：JB/T5926-2005标准

中华人民共和国机械行业标准

振动时效效果评定方法

JB／T5926-2005

1  范围

   本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。

   本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁。有色金届(铜、铝、钛及具合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件的振动时效装置。

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  术语和定义

   JB／T5925.2中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3．1  激振点excitative position

     振动时效时，激振器在工件上的夹持点。

3．2  振型excited mode

工件共振时，当某一点位移达到最大值的瞬间：工件各点的位移形成的线或面。

3．3  节点mode   node

时效时工件受周期性交变载荷的作用产生谐振，振幅最小处，称为节点。节点连成的线即节线。

3．4  主振频率main excitative frequency

在激振装置的频率范围内，引起工件谐振响应的频率中，能有效降低残余应力的频率叫主振频率；其余叫附振频率。

4     工艺参数选择及技术要求

4.1  振前分析

4.1.1  根据工件结构、尺寸材质、时效要求、残余应力场分布，分析判断所需有效振型，必要时分析以后工作状态、工况下工作应力大小及分布及其失效形式。

4.1.2  工件不应有超过标准规定的缩孔、火渣、裂纹及虚焊等缺陷，

4.2振前准备

4.2.1  在预测的有效振型的节线附近弹性支撑工件，支点应尽量少，  工件的支撑应平稳

4．2-2特殊工件的支撑以振动阻力小日平稳为准。

4．2．3激振器应固定装在工件刚性较大且振幅较大处

4-2-4拾振器应固定装在远离激振器且在振幅较大处

4，3试振工件

4.3.l  选择激振器偏心距，由小到大使工件在最大工作转速区间内产生共振，

4.3.2  全程扫频、寻找共振峰，确定主、附振频率及扫频范围，按主振频率的振型调整支撑点激振点、拾振点及力方向。

4.3.3  以主振频率激振工件，调节偏心距。调节的原则是装置不过载且工件关键部位动应力的峰值介于该部位工作应力的1/3~2/3处。

4.4  工件的时效处理

4.41  对工件进行主振(必要时进行附振)，振前扫频打印振前扫频曲线。

4.4.2  在亚共振区选择频率主振工件，该频率下工件关键部位动应力的峰值应介于该部位工作应力的1／3~2／3处。

4.4.3  主振工件并打印振中时效曲线。

4.4.4  需要多阶共振时应打印每次谐振的时效曲线。

4.4.5  对工件进行振后扫频并打印振后扫频曲线。

4.4.6  有些工件可作多点激振处理，是否调整支撑点，拾振点由用户根据工艺要求决定。4.4.7  时效时间确定：

   当 a-t曲线出现5.1.2中a)或b)的情况后让电动机再持续旋转3min后结束时效,一般累计振动时间不应超过40min。

4.5  振动台时效

4.5.1  对于无法直接激振及有特殊要求的工件，应选择振动台时效。

4.5.2  按4.1.1对工件做振前分析，根据工艺要求装卡，可选用工件在振动台上悬臂、单个工件与振动台固定，多个工件之间以串、并联方式全部固定成一个整体等联结方式。

4.5.3  装卡系统应方便、快速、牢固，装卡应避开节线。

4.5.4  按振动台与工件组成的整体振型支撑、装卡、试振。

4.5.5  进行振前扫频、时效、振后扫频并打印相关曲线数据。

4.6  悬臂时效

4.6.1  对某些弹性支撑方式频率较高工件，可选择悬臂方式降频。

4.6.2  按4.1. 1对工件做振前方析。

4.6.3  将工件需重点时效的一端固定在高刚性的台子边缘，激振器、拾振器定在另一端。

4.6.4  按4.3试振工件。

5  效果评定方法

5.1  参数曲线观测法

5.1.1  可根据振动时效中打印的时效曲线(a-t曲线)或振后扫频出线(a-n曲线)相对振前扫频曲线的变化来监测。

5.1.2  出现下列情况之—时，即可判断工件已达到时效效果。

   a) a-t曲线上升后变平；

   b) a-t曲线上升后下降然后变平；

c) a-n曲线振后加速度峰值比振前升高；

d)a-n曲线振后的共振频率比振前变小；

e)a-n曲线振后的比振前的带宽变窄；

f)a-n曲线共振峰有裂变现象发生。

5.2  工件尺寸稳定性检测法

   可将振后工件与不同时效或热时效工件进行下列项目的比较：精加工后精度、长期放置精度、加动载荷后精度、切割释放变形，结果应达到工艺要求。

5.3  残余应力检测法

工件进行下列项目的比较：精加工后精度、长期放置精结果应达到工艺要求。

5.3.1  可使用x射线衍射法、盲孔法和磁测法。

5.3.2  检测点应选在工件的重点部位或有效振型的重点部位。

5.3.3  被振工件振前、振后的残余应力检测点数均应大于五个点。

5.3.4  用振前残余应力平均值(应力水平)、振后残余应力平均值来计算应力消除率，焊接件的应力消除率应大于30，铸、锻件、模具、机加工件的应力消除率应大于20％。

5.3.5  用振前各点残余应力对其平均值的差值的最大值去比较振后的该最大值来衡量应力均化程度，振后的应小于振前的