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振動(dòng)時(shí)效技術(shù)又稱“振動(dòng)消除應(yīng)力法”，國外簡稱“VSR”技術(shù)。它的實(shí)施過程是通過振動(dòng)時(shí)效裝置的控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)數(shù)和偏心作用在工件上產(chǎn)生離心力，使工件發(fā)生共振（諧振），讓工件需時(shí)效部位產(chǎn)生一定幅度、一定周期的交變運(yùn)動(dòng)，并吸收能量，經(jīng)過一定時(shí)間的振動(dòng)引起工件微小塑性變形及晶粒內(nèi)部位錯(cuò)逐漸滑移，并重新纏繞釘扎使得余應(yīng)力被消除和均化，防止工件變形和開裂，從而達(dá)到提高工件尺寸精度穩(wěn)定性，增強(qiáng)工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
岔管振動(dòng)時(shí)效處理效果評(píng)定
從振動(dòng)時(shí)效A~t曲線及振前、振后A~f曲線對(duì)比可以看到：A~t曲線升高后降低然后變平；振后A~f曲線較振前峰值頻率左移（5195r/min左移至5170r/min），帶寬明顯變窄，根據(jù)JB/T5926—91《振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求》中4.1.2條判定，該工件通過振動(dòng)時(shí)效已取得了較好的效應(yīng)效果。
4 結(jié)語
白水坑水電站已于2003年6月順利正式并網(wǎng)發(fā)電，壓力輸水系統(tǒng)運(yùn)行正常。本次的鋼岔管振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力處理結(jié)果，通過比照有關(guān)振動(dòng)時(shí)效處理標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)處理后所有焊縫進(jìn)行超聲波探傷，證明振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在降低及均化至消除岔管殘余應(yīng)力方面，是一種簡便、有效、節(jié)能（無需燃煤）、快捷的先進(jìn)工藝，無運(yùn)輸問題，不受工件尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、場地的限制，十分值得應(yīng)用與推廣。
振動(dòng)時(shí)效工藝技術(shù)在水工金屬結(jié)構(gòu)、水力機(jī)械制造行業(yè)已有較多的應(yīng)用，并在水輪發(fā)電機(jī)組構(gòu)件中取得了明顯成效。隨著越來越多鋼岔管的使用，這項(xiàng)技術(shù)將越來越體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。但振動(dòng)時(shí)效工藝處理結(jié)果，是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照振動(dòng)時(shí)效處理曲線及圖形來判定效果，雖可靠但沒有量化指標(biāo)。為了更為直觀地反映殘余應(yīng)力的降低、均化以及消除情況，建議制定振動(dòng)時(shí)效工藝方案時(shí)，增加振前、振后對(duì)殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試的內(nèi)容。這一措施是切實(shí)可行的。
參考文獻(xiàn)
[1] JB/T5926—91，振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求[S].
[2] DI5017—93，壓力鋼管制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].
[3] 全國振動(dòng)時(shí)效技術(shù)推廣中心。全國振動(dòng)時(shí)效技術(shù)（VSR）論文集[C].
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；

108噸礦用自卸汽車的定點(diǎn)廠，經(jīng)使用證明，該車性能良好、結(jié)構(gòu)合理。但是，由于作業(yè)環(huán)境比較惡劣，運(yùn)行中的汽車車架多次出現(xiàn)斷裂裂紋，裂紋部位多發(fā)生在中橫梁管環(huán)縫焊接處及舉升軸側(cè)加強(qiáng)板上。
分析認(rèn)為除材料本身特性及結(jié)構(gòu)應(yīng)力等原因外，主要是焊接應(yīng)力造成的（全車四個(gè)大的環(huán)縫焊區(qū)包含五十二個(gè)小的焊接環(huán)縫）。經(jīng)動(dòng)應(yīng)力測(cè)試證明，該車架大部分焊縫區(qū)的焊接應(yīng)力在0.5~0.7σS，個(gè)別點(diǎn)接近σS量級(jí)。
為消除或降低108噸汽車車架焊接殘余應(yīng)力，防止斷裂裂紋發(fā)生，原計(jì)劃建造大型燜火窯，進(jìn)行熱時(shí)效處理，但因費(fèi)用昂貴，未能實(shí)施。2005年四月份，廠方與上海樂展電器有限公司一起，經(jīng)過多次試驗(yàn)研究，用振動(dòng)時(shí)效處理代替熱時(shí)效消除或降低108噸汽車車架焊接殘余應(yīng)力，效果十分理想。
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；

據(jù)船體分段結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，及多次反復(fù)試振，確定工藝參數(shù)如下：
（1）支承方式：底部四點(diǎn)支承（如圖2所示），由于本次處理受現(xiàn)場條件約束，用建造墩支承。
（2）激振點(diǎn)：如圖2所示激振器安裝在筋板平面上，用卡具卡緊。
（3）拾振位置：底板端部平面處。
（4）激振器偏心：用IFSVSR-2001型設(shè)備，偏心為“4檔”。
（5）激振頻率：通過掃頻可見在VSRDS-08設(shè)備頻率范圍內(nèi)有兩個(gè)共振峰，在2855轉(zhuǎn)/分和3195轉(zhuǎn)/分左右，處理時(shí)可由加速度輻值來控制。
（6）處理時(shí)間：20~30分鐘。
2．振動(dòng)處理監(jiān)測(cè)曲線與分析
船體分段在振動(dòng)處理時(shí)給出了監(jiān)測(cè)曲線（見下頁），根據(jù)JB/T5926.2005機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，監(jiān)測(cè)曲線中出現(xiàn)下述三種情況之一，即認(rèn)為振動(dòng)處理達(dá)到了效果：
其一，時(shí)間振幅曲線[G（T）]，隨著時(shí)間在發(fā)生變化，即上升型、下降型均可（可由曲線指示或數(shù)字顯示讀數(shù)均可）。
其二，幅頻特性曲線的對(duì)比，振后曲線（虛線）峰值升高。
其三，幅頻特性曲線的對(duì)比，振后曲線（虛線）峰線左移即頻率下降（可由曲線觀察或上面數(shù)字顯示看出）。
根據(jù)上述有關(guān)規(guī)定，觀察我們對(duì)船體分段處理時(shí)獲得的曲線圖，可以看出：
船體分段的曲線圖上時(shí)間振幅曲線[G（T）]，呈下降型，峰值升高0.2g，峰點(diǎn)的頻率從3195轉(zhuǎn)/分變到3130轉(zhuǎn)/分，下降65轉(zhuǎn)/分，由此可以得出結(jié)論，本次處理是有效果的。
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；

回轉(zhuǎn)臂、底座是連鑄機(jī)上的主要部件，由厚鋼板焊接而成，具有較大的焊接應(yīng)力，必將造成應(yīng)力腐蝕破壞，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提出對(duì)其進(jìn)行時(shí)效處理。根據(jù)現(xiàn)場條件選用振動(dòng)處理方法，確定如下具體實(shí)施方案：
1．對(duì)回轉(zhuǎn)臂、底座進(jìn)行現(xiàn)場振動(dòng)時(shí)效處理；
2．分別做振前、振后的焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)，測(cè)試方法采用“盲孔法”按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10375-2002評(píng)定效果。
3．給出檢測(cè)報(bào)告。
在貴廠技術(shù)人員積極配合下，此項(xiàng)工作已全部完成，特此提出如下報(bào)告：
一、振動(dòng)時(shí)效處理對(duì)金屬構(gòu)件的作用
振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力，是對(duì)具有殘余應(yīng)力的金屬構(gòu)件做振動(dòng)處理，使構(gòu)件在共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)構(gòu)件產(chǎn)生共振時(shí)，構(gòu)件將按一定的振型產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)這個(gè)彈性變形與構(gòu)件原有受約束的彈性應(yīng)變相疊加時(shí)，高應(yīng)力區(qū)進(jìn)入了材料的屈服極限，使這些受約束的彈性應(yīng)變（即產(chǎn)生殘余應(yīng)力的應(yīng)變）轉(zhuǎn)化成塑性應(yīng)變，使約束得到緩解而釋放應(yīng)力。因此可以說振動(dòng)時(shí)效是通過共振使構(gòu)件受約束的應(yīng)變得到釋放，而降低和均化應(yīng)力的。
振動(dòng)時(shí)效既然可以降低和均化應(yīng)力，則必然可以消除或降低殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。通過大量的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際應(yīng)用已充分證明它的如下技術(shù)作用：
1．降低和均化應(yīng)力，消除應(yīng)力集中，防止或延緩裂紋的發(fā)生；
2．防止或減少構(gòu)件的變形；
3．防止或減少應(yīng)力腐蝕；
4．可以提高焊縫的抗疲勞特性，提高使用壽命。
由于振動(dòng)時(shí)效具有上述的作用，且具有操作簡便、節(jié)能、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此得到廣大企業(yè)的歡迎。目前全國在造船、冶金、機(jī)械制造、礦山機(jī)械、航空、鐵路、機(jī)床制造等行業(yè)已廣泛應(yīng)用，同時(shí)也受到國家的重視和認(rèn)可。2005年制定了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005，并在2006年被國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)為“科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”項(xiàng)目，在全國普遍推廣。
二、回轉(zhuǎn)臂振動(dòng)時(shí)效處理
1．振動(dòng)時(shí)效處理
a．主振：根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用對(duì)角十字四點(diǎn)支撐，激振點(diǎn)在A處，拾振點(diǎn)在B處，具體位置見圖2。預(yù)置掃頻范圍6200RPM/min全自動(dòng)處理。時(shí)效時(shí)間33分鐘，偏心檔位10檔，振動(dòng)特性曲線見圖1。
b．振動(dòng)：原支撐不變，激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90°采用手動(dòng)處理，激振頻率5863RPM/min，時(shí)效時(shí)間30分鐘，偏心檔位不變。
2．殘余應(yīng)力檢測(cè)：為了驗(yàn)證振動(dòng)時(shí)效效果，對(duì)構(gòu)件做振前、振后焊接殘余應(yīng)力測(cè)試。測(cè)試方法選用盲孔松弛法，測(cè)點(diǎn)選擇14點(diǎn)，
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：10A；
電機(jī)額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；
主要技術(shù)參數(shù)
轉(zhuǎn)數(shù)范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調(diào)整范圍：0-50KN；
電機(jī)額定功率：2200W；
適宜處理工件重量：≤100噸
穩(wěn)速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機(jī)額定電流：80A；
電機(jī)額定電壓：2000V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級(jí)：E級(jí)；
工作條件：環(huán)境溫度：-10℃—+40℃；相對(duì)濕度：不大于80%（25℃）；