振動(dòng)時(shí)效技術(shù)

用振動(dòng)的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，于1900年在美國就取得了專利。但由于人們長期使用熱時(shí)效，加上當(dāng)時(shí)對(duì)振動(dòng)消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項(xiàng)技術(shù)一直未得到發(fā)展和應(yīng)用。

　　直到60年代由于能源危機(jī)，美國、英國、日本、聯(lián)邦德國等國才又開始研究振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理和應(yīng)用工藝。特別是到70年代由于可調(diào)高速電機(jī)的出現(xiàn)，推動(dòng)了振動(dòng)消除應(yīng)力裝置（VSR系統(tǒng)）的發(fā)展：1973年英國制成手提式VSR系統(tǒng)即VCM80，后來美國馬丁工程公司也研制出比較先進(jìn)的設(shè)備LT-100R型VSR系統(tǒng)。法國和蘇聯(lián)也分別生產(chǎn)出PSV型和NB型VSR系統(tǒng)。這些比較先進(jìn)的激振裝置，促進(jìn)了振動(dòng)消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和應(yīng)用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上正在使用的VSR系統(tǒng)約有一萬臺(tái)以上。美國采用振動(dòng)時(shí)效工藝的有700多個(gè)公司，蘇聯(lián)和東歐一些國家也在大量使用，都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。許多國家都已將振動(dòng)時(shí)效定為某些機(jī)械構(gòu)件必須采用的標(biāo)準(zhǔn)工藝。在英國幾乎沒有一家公司不使用該項(xiàng)技術(shù)的。

振動(dòng)處理在國外的應(yīng)用范圍比較廣，被處理構(gòu)件的類型也比較多。例如：

　　1．英國一機(jī)床公司生產(chǎn)大型精密機(jī)床，其床身與立柱要求精度為0.01mm/2m。過去采用熱時(shí)效其精度保持性較差，后來改用振動(dòng)時(shí)效，滿足了精度要求，因此現(xiàn)在已將振動(dòng)時(shí)效定為該項(xiàng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

　　2．英國生產(chǎn)的鋁合金鑄造精密泵體，其尺寸為275×300×150mm，也是用振動(dòng)時(shí)效來保證其精度的。

　　3．美國PX工程公司，用振動(dòng)時(shí)效來消除8噸重的焊接結(jié)構(gòu)齒輪的內(nèi)應(yīng)力，用以減少焊接裂紋。

　　4．美國Pont Land電子專業(yè)公司，用該項(xiàng)技術(shù)處理4噸重的鍛件毛坯。該公司規(guī)定鍛件進(jìn)行三次振動(dòng)處理：

　　（1）毛坯（2）粗加工后（3）精加工后。三次處理后即保證了鍛件的穩(wěn)定性。

5．美國華盛頓鋼鐵公司，對(duì)該公司生產(chǎn)的47噸重的剪床座進(jìn)行振動(dòng)處理。剪床座是用152mm至203mm厚的鋼板焊成，加強(qiáng)筋厚為38mm至76mm這樣大而重的構(gòu)件只用40分鐘的振動(dòng)處理就代替了過去的熱時(shí)效處理。

6．美國西北工業(yè)公司對(duì)2800噸重的海洋鐵塔及1280噸重的鉆井平臺(tái)也采用過振動(dòng)時(shí)效處理。

　　7．英國對(duì)陸上井口平臺(tái)采用振動(dòng)時(shí)效，井口平臺(tái)是由管徑為200mm的鋼管焊成6m×6m×2m管型構(gòu)架。

　　8．英國噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒襯里，由于焊后熱膨脹而發(fā)生裂紋，報(bào)廢率占30％以上，后來采用振動(dòng)時(shí)效工藝，報(bào)廢率幾乎為零。

　　9．英國生產(chǎn)的所有專用機(jī)床床身都是用振動(dòng)時(shí)效代替熱時(shí)效。有三十多家機(jī)床廠和十多個(gè)鍛壓設(shè)備廠都是將振動(dòng)時(shí)效作為標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝。

　　美、英等國在其它工業(yè)部門也大里采用振動(dòng)時(shí)效，如造紙機(jī)械廠、船舶軸承廠、激光焊機(jī)廠、齒輪箱制造廠、紡織機(jī)械廠、軋鋼設(shè)備廠、印刷機(jī)械廠、泵制造廠、采油設(shè)備廠、發(fā)電設(shè)備廠、鍋爐廠等都應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效來消除構(gòu)件的應(yīng)力。

　　自1975年以來,振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在我國也得到了較快的發(fā)展和推廣，在機(jī)床鑄件上取得了較大的突破。

多年來，關(guān)于振動(dòng)時(shí)效對(duì)焊接構(gòu)件疲勞壽命的影響是國內(nèi)外專家極為關(guān)心和爭論的焦點(diǎn)問題。我國一些單位做了許多研究，得出的結(jié)論認(rèn)為，振動(dòng)時(shí)效對(duì)金屬材料的力學(xué)性能有較大的影響，合理的振動(dòng)時(shí)效工藝可以提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命。這些結(jié)論為振動(dòng)時(shí)效在焊接構(gòu)件上的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

振動(dòng)時(shí)效工藝在國內(nèi)經(jīng)二十余年的研究應(yīng)用，許多企業(yè)都在一些重要的基礎(chǔ)部件中應(yīng)用了振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。