某公司是生產(chǎn)聯(lián)軸節(jié)、減震器和齒輪箱的生產(chǎn)廠家。長期以來，箱體一直是采用退火工藝來消除應(yīng)力，但對于大型的箱體熱時效工藝明顯不適用。于是想采用振動時效消除箱體殘余應(yīng)力，振動時效是一項新的消除應(yīng)力工藝，本文主要是采用振動時效設(shè)備消除TJ9804-3A箱體殘余應(yīng)力，通過實驗數(shù)據(jù)判定振動時效效果。

振動時效和熱時效工藝對比實驗

將兩臺同種產(chǎn)品分別進(jìn)行了振動時效和熱時效處理，在振動時效、熱時效處理前后又都進(jìn)行了焊縫殘余應(yīng)力檢測，對比分析消除應(yīng)力效果。

被振工件振型的選擇

箱體采用三點支撐，激振器裝卡在箱體結(jié)合面小軸孔上端處。該箱體在實振時出現(xiàn)十字節(jié)線，故該箱體振動時效的振型為一階彎扭振型。

振動頻率的選擇

箱體實振時，共振峰出現(xiàn)在5890轉(zhuǎn)/分處，為保證該箱體在實振過程中平穩(wěn)運行、防止實振點移向共振峰后沿，實振時檔位又加一檔、振動頻率選在5637轉(zhuǎn)/分。

激振力的選擇

箱體實振時，采用聚航科技生產(chǎn)的JH-200振動時效設(shè)備，用1檔掃頻，2檔實振。

振動時間選擇

箱體實振時共振峰出現(xiàn)的高頻段，故振動30分鐘。

實驗結(jié)果

振動時效結(jié)束后，設(shè)備會自動打印振幅頻率（A-f）曲線圖，由圖可知，振后的峰值比振前的峰值升高，振后的峰值點比振前的左移，按GB/T25713-2010標(biāo)準(zhǔn)*全符合，這次振動時效合格。

TJ9804-3A箱體焊縫殘余應(yīng)力檢測位置，取箱體結(jié)合面上的兩道焊縫，測點共4點。以下就是殘余應(yīng)力檢測結(jié)果。

振動時效工藝效果分析

振動時效的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于熱時效

由殘余應(yīng)力檢測結(jié)果可以看出，振動時效后殘余應(yīng)力*大主應(yīng)力值降低30%-52%，符合GB/T25713-2010標(biāo)準(zhǔn)。

無論采用哪種方法消除應(yīng)力，其主要目的就是要達(dá)到構(gòu)件尺寸穩(wěn)定。而通過國內(nèi)許多實驗證明，振動時效件的抗靜載、動載變形能力都大大優(yōu)于熱時效件和未時效件，根據(jù)資料顯示，振動時效的抗靜載、動靜變形能力比熱時效提高33.3%；也就是說，在構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性方面，振動時效為優(yōu)。

振動時效可節(jié)約能源98%以上

TJ9804-3A箱體熱時效處理，從點火到停火共10小時。鼓風(fēng)機的電機功率5.5千瓦，工作10小時耗電55千瓦•小時；振動時效時，振動時效設(shè)備功率為1千瓦，振動1小時，耗電為1千瓦•小時。

在不計燃?xì)夂馁M的情況下，只計算耗電量，振動時效可比熱時效節(jié)約98%以上。

振動時效縮短了生產(chǎn)周期

TJ9804-3A箱體熱時效耗時間至少為10小時，而振動時間為1小時，提高工效10倍。

振動時效投資少、見效快。

對于JS120以上大箱體，需采用大型退火爐，每件費用約為5000-7000元。而振動時效兩次只需兩小時耗費兩度電。

振動時效替代熱時效后大大減少了對大氣環(huán)境的污染、造福于人類。

箱體進(jìn)行振動時效時須注意的幾點：

1. 被振動處理不允許存在縮孔、夾渣、裂紋、虛焊等嚴(yán)重缺陷；

2. 激振器應(yīng)剛性地固定在工件的剛性較大處或振幅較大處，便于起振；

3. 振動處理時，應(yīng)使振動方向垂直于工件承受力的主要焊縫，并使主要焊縫處的動應(yīng)力*大或較大；

4. 對于大型工件，可單獨采用彈性支撐振動處理，對于重量小、剛性大的工件，單獨振動不易找到共振點或是峰值太小，這時可采用平臺振動。

結(jié)論

1. 經(jīng)過上述兩種工藝對比結(jié)果證明，在各焊接箱體上使用振動時效工藝來替代傳統(tǒng)的退火工藝是*全可行的。

2. 針對不同的工件，制定出合適的工藝方案是振動消除應(yīng)力方法成敗的關(guān)鍵。