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振動時效(VSR)又稱振動消除應力法,是將工件(包括鑄件、鍛件、焊接構件等)在其固有頻率下進行數分鐘至數十分鐘的振動處理,以振動的形式給工件施加附加應力,當附加應力與殘余應力疊加后,達到或超過材料的屈服極,工件發生微觀或宏觀塑性變形,從而降低和均化工件內的殘余應力,使尺寸精度獲得穩定的一種方法。這種工藝具有耗能少、時間短、效果顯著等特點。近年來在國內外都得到迅速發展和廣泛應用。
振動時效設備對焊接性能及焊接變形的影響。振動時效設備對焊縫材料有所改善,特別是斷裂韌性和疲勞極限的提高,說明振動處理技術可用于焊接構件。采用邊振動邊焊接方法,對控制冷作、焊接變形、穩定工件尺寸精度、消除工件應力有著不可忽視的作用,焊后可消除變形。
從宏觀的角度分析,振動時效使零件產生塑性變形,降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力,無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。由振動時效的加載試驗結果可知,振動時效件的抗變形能力不僅未經時效的零件,也經熱時效處理的零件。
振動時效儀由一套完整的主控制箱、激振器、傳感器、打印系統、彈性膠墊、附屬裝卡工具及相關連接線組成,所采用的技術可以降低工件內部殘余應力,用在要求提高材料機械性能和加工尺寸精度的場合??捎糜诤谏饘俨牧?,也可用于有色金屬材料的構件或零部件之中。
振動時效技術起源于20世紀初的美國,約在20世紀50年代,臺振動時效儀在美國誕生。目前振動時效技術在上已進入相當普及的階段。從20世紀70年代,我國開始關注并實驗使用振動時效技術。經過二十多年的摸索和實踐。無論在理論研究,工藝原理摸索,都了很大的成就,進入水平。
國內外使用振動時效處理的方法消除金屬構件內的殘余應力,以防止構件變形和開裂,代替傳統的熱時效和自然時效。由于這種方法可以降低和均化構件內的殘余應力,因此可以提高構件的使用強度,減小變形及穩定構件的精度,可以防止或減少由于熱時效和焊接產生的微觀裂紋的發生。