振動處理技術自70年代被我國引進以來贼么，它不僅為越來越多的人們所接受，而且在機床、重型機械淀歇、工程機械寨典、航空、冶金房匆、化工等部門取得了可喜的成績耸成，為機械行業(yè)的發(fā)展起了越來越大的作用。振動處理技術不僅由于它的成本低茬麻、能耗低台泥、效率高，而且更由于它的工藝簡單模譬、生產(chǎn)周期短必胜、無污染的清潔生產(chǎn)，克服了某些熱處理工藝所無法擺脫的表面氧化啥读、脫碳等問題誓梦，從而禰補了自然時效和熱時效的不足，因此然枫，振動處理技術在國內(nèi)外得到了廣泛的應用夯饲。

　　振動處理技術經(jīng)過大量試驗證明，可以使焊接殘余應力雾诈，特別是分布極不均勻的焊接結(jié)構(gòu)的尺寸撑雨，從而提高了構(gòu)件精度的保持性，特別是對于鑄件的處理效果較為明顯陶店。

　　振動處理技術的原理戴卜，是以機械振動的方式將其動應力施加于構(gòu)件上，當這種附加應力與構(gòu)件內(nèi)部的殘余應力相疊加時琢岩，其總的應力達到或超過一定數(shù)值后投剥，這時，在構(gòu)件應力集中的地方担孔，由于應力超過了材料的屈服強度而發(fā)生了微觀和宏觀的塑性變形江锨，使殘余應力的峰值降低，調(diào)整了構(gòu)件殘余應力的分布攒磨，從而達到了殘余應力均化的目的泳桦。

　　振動處理技術的機理，國內(nèi)外學者從宏觀的娩缰、微觀的灸撰、力學的、材料的等不同的角度拼坎，用位錯理論浮毯、彈性變形理論、塑性變形理論泰鸡、內(nèi)耗理論等等理論進行了大量的研究和試驗表明债蓝，振動處理技術的實質(zhì)是一個保存在材料中的彈性應變能通過局部的或微觀的塑性變形逐漸加以釋放的過程躯饿；若從微觀結(jié)構(gòu)來看，則與位錯的亞結(jié)構(gòu)及其組態(tài)的變化有關缚宜，通過增加晶格原子的振動能量犯弯，而使發(fā)生位錯的晶格原子回到低位錯狀態(tài)，這和熱處理是通過增加晶格原子的熱動能型圈，而使發(fā)生位錯的晶格原子回到位能較低的少位錯狀態(tài)的機理十分相似意澡；由振動時效技術引起的構(gòu)件中殘余應力的松弛，是構(gòu)件內(nèi)部微區(qū)塑變整體調(diào)整的結(jié)果喜拥；由于殘余應力的存在表現(xiàn)為整體平衡的特點蒜丙，當局部的殘余應力峰值發(fā)生變化時，必將引起構(gòu)件內(nèi)部的殘余應力的重新分布（均化）抹欢；殘余應力的降低與所加應力幅值有關溯童，在合適的動應力下時效，可以達到次載鍛煉的目的脉织，且不會造成疲勞損傷求馋。

　　總之，對振動處理技術這一客觀事實的認識盡管有一定的局限和分歧抚垃，但從50年代起在國外工業(yè)發(fā)達國家的航天喷楣、航空工業(yè)、軍工鹤树、汽車、機械工業(yè)中已經(jīng)獲得了廣泛的應用逊朽。國內(nèi)自從引進振動處理技術以來罕伯，不僅在各個領域中得到了廣泛的應用，許多學者和科技工作者叽讳，在實際構(gòu)件上對消除殘余應力的能力追他、尺寸的穩(wěn)定性、疲勞壽命等效果進行了大量的試驗工作岛蚤，都證明了這項工藝的可行性邑狸。振動時效也被譽為時效工藝的一次革命。

振動處理技術應用實例

　〉佣省⑴動平衡試驗機真空室

　　七十年代末從國外引進了當時亞洲最大的動平衡試驗機单雾，真空室在國內(nèi)加工，真空室為長13米她紫、直徑7 米分段卷制的焊接結(jié)構(gòu)筒體乐慌，按工藝要求焊接后進行了振動處理，使用至今泣幼，仍然保持尺寸精度飘含。

　∪己贰⑵電子束焊機真空室

　　2001 年從國外引進了大型電子束焊機，真空室在國內(nèi)加工鼓笨，該真空室為焊接結(jié)構(gòu)箭瘫，長7米、高6.3米锰胀、寬5米隅凡，重達110多噸，分為三部分即前精柒、后室和大門進行振動處理绵捡，在主焊縫附近，采用西安交大和哈汽共同研制的磁應力分布測試儀測試了振動處理前后的殘余應力探九，殘余應力的消除率達50％以上安揣。該真空室已經(jīng)投產(chǎn)運行三年。

　〔俺摹⑶環(huán)式隔板

　　環(huán)式隔板是汽輪機本體的一個重要部件埠通，它是用來固定導葉的部件，熱能在導葉組成的汽道中被轉(zhuǎn)換成動能逛犹，使汽輪機工作端辱。環(huán)式隔板采用的是焊接結(jié)構(gòu)，焊縫總長達幾十米虽画，為了消除焊接時產(chǎn)生的殘余應力舞蔽，一般要采用回火熱處理的方式消除應力，與此同時還要進行噴砂工序清除回火帶來的氧化皮码撰。其次渗柿，隔板的本體和外環(huán)與其焊接其中的葉片是不同材料，因此脖岛，在熱時效過程中由于兩種材料不同朵栖，熱膨脹系數(shù)也不同，會產(chǎn)生新的熱應力柴梆。若采用振動處理技術代替熱時效陨溅，不僅縮短了生產(chǎn)周期，減少了噴砂工序沸根，降低了生產(chǎn)成本健十，還克服了熱時效給構(gòu)件帶來的不良影響。

　　按照對環(huán)式隔板熱時效的檢查標準憎对，檢查了30付環(huán)式隔板在實施振動時效工藝前后决盔，內(nèi)外環(huán)端面距的最大變化量為＋3.1mm～-2.5mm之間，平均變化量為0.35mm。外環(huán)直徑的式隔板最大變化量為±3mm酿乾，平均變化量為0.7mm辕洗，均未超過標準且優(yōu)于熱時效。

　　此外渣蒙，采用X射線應力儀檢測了環(huán)式隔板焊縫附近的振動時效前后的應力變化趋亡，采用磁應力分布測試儀檢測了內(nèi)外焊縫附近環(huán)式隔板振動時效前后的應力分布變化，測試結(jié)果表明缔寒，振動時效后產(chǎn)生了明顯的應力均化效果挪其。

　　目前，環(huán)式隔板的振動時效工藝已取代了熱時效工藝工序處理了數(shù)百付環(huán)式隔板感细，節(jié)約生產(chǎn)成本數(shù)百萬元什猖。

　　⑷汽缸

　　汽缸的作用是將蒸氣包容在汽缸中膨脹做功红淡，缸內(nèi)裝有噴咀不狮、隔板、汽封等在旱，它們統(tǒng)稱為靜子摇零。汽缸要承受上述零件的自重和管道的安裝拉力，工作時的缸內(nèi)外壓差等其它作用力桶蝎。由于工作條件的不同驻仅，汽缸又分為高壓、中壓登渣、低壓汽缸噪服。

　　汽缸采用振動時效工藝，目前僅限于低壓缸和補焊缸绍豁，因為芯咧，低壓缸多為焊接結(jié)構(gòu)，而補焊缸竹揍，往往是在精加工時發(fā)現(xiàn)了缺陷時才施補焊的，采用熱時效消除補焊應力橘凿，若產(chǎn)生了變形就無法修復棱悄，采用振動時效工藝是最佳的選擇。

　　下面是采用振動時效工藝處理的空冷機組低壓缸中部下半尺寸穩(wěn)定性的檢測結(jié)果：

　　通過以上測試結(jié)果可見寡络，振動時效后重達26噸的汽缸鬼壹，經(jīng)過近十道工序的移動，其主要尺寸變化在±12mm左右述搀，而控制標準不大于30mm寥药。它優(yōu)于熱時效，熱時效需用大型的熱處理爐，熱源一般采用煤氣颅蟹，往往會因為爐膛溫度不均勻使汽缸產(chǎn)生新的變形噪蒲；由于強度的降低，汽缸移動時會產(chǎn)生更大的變形令消；能耗大篙萧，也不利于清潔生產(chǎn)；成本高陋住，生產(chǎn)周期較長漏设。

　　⑸凝汽器的水室

　　在汽輪機組的熱力系統(tǒng)中今妄，凝汽器是為了滿足汽輪機熱工循環(huán)的輔助設備郑口。其作用是提高循環(huán)熱效率，使排汽轉(zhuǎn)變?yōu)槟Y(jié)水盾鳞，以便在循環(huán)中使用犬性。冷卻水是由進水室經(jīng)冷卻管組后再經(jīng)出水室流出的，為此雁仲，要求凝汽器要有較好的嚴密性和尺寸穩(wěn)定性仔夺。

　　水室和水室的端蓋均為焊接結(jié)構(gòu)，重量由幾噸到幾十噸攒砖，由于結(jié)構(gòu)較為復雜缸兔，故時效方式采用了頻譜時效加標準時效的雙重時效方式。經(jīng)過振動時效處理的水室吹艇，有的在電廠已經(jīng)工作三年多了惰蜜。

　　一般水室的體積較大，熱時效需要較大的熱處理爐受神，處理成本每件都在萬元以上推讽，再加上運輸，處理周期等生產(chǎn)成本較高副呆。而振動時效可在原加工場地就地施振后轉(zhuǎn)下道工序路槐，不僅生產(chǎn)周期很短，而且處理成本極低朋井。

　〈俊⑹其它

　　粗加工后的軸承箱、劃線平臺韧仓、橈性板鞭畜、彈簧支架、墊箱臊链、消噪聲室楚瘾、導彈運輸箱等等苇均。其重量由幾百公斤到幾十噸，根據(jù)構(gòu)件的要求和結(jié)構(gòu)碧农，分別采用亞共振時效溯鱼、標準時效、頻譜時效矫夷。

　　總之葛闷，通過對構(gòu)件施加動載荷來調(diào)整其殘余應力，有許多優(yōu)點是不容置疑的双藕。其技術效益和經(jīng)濟效益是十分可觀的淑趾，特別是一些無法估量的效益。由于振動時效對構(gòu)件的殘余應力的均化作用忧陪，使構(gòu)件的機體產(chǎn)生了一定的硬化作用扣泊，因此，既均化了應力又增加了構(gòu)件的抗變形能力和相對尺寸穩(wěn)定性嘶摊。特別是汽輪機組工作在3000轉(zhuǎn)下延蟹，而頻譜時效的時效頻率大都在此范圍左右，可以認為是一種次載荷鍛練的目的叶堆，尚可發(fā)現(xiàn)一些潛在的缺陷阱飘，是一舉兩得的事。

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