某公司是生产联轴节、减震器和齿轮箱的生产厂家。长期以来，箱体一直是采用退火工艺来消除应力，但对于大型的箱体热时效工艺明显不适用。于是想采用振动时效消除箱体残余应力，振动时效是一项新的消除应力工艺，本文主要是采用振动时效设备消除TJ9804-3A箱体残余应力，通过实验数据判定振动时效效果。

振动时效和热时效工艺对比实验

将两台同种产品分别进行了振动时效和热时效处理，在振动时效、热时效处理前后又都进行了焊缝残余应力检测，对比分析消除应力效果。

被振工件振型的选择

箱体采用三点支撑，激振器装卡在箱体结合面小轴孔上端处。该箱体在实振时出现十字节线，故该箱体振动时效的振型为一阶弯扭振型。

振动频率的选择

箱体实振时，共振峰出现在5890转/分处，为保证该箱体在实振过程中平稳运行、防止实振点移向共振峰后沿，实振时档位又加一档、振动频率选在5637转/分。

激振力的选择

箱体实振时，采用聚航科技生产的JH-200振动时效设备，用1档扫频，2档实振。

振动时间选择

箱体实振时共振峰出现的高频段，故振动30分钟。

实验结果

振动时效结束后，设备会自动打印振幅频率（A-f）曲线图，由图可知，振后的峰值比振前的峰值升高，振后的峰值点比振前的左移，按GB/T25713-2010标准*全符合，这次振动时效合格。

TJ9804-3A箱体焊缝残余应力检测位置，取箱体结合面上的两道焊缝，测点共4点。以下就是残余应力检测结果。

振动时效工艺效果分析

振动时效的尺寸稳定性优于热时效

由残余应力检测结果可以看出，振动时效后残余应力*大主应力值降低30%-52%，符合GB/T25713-2010标准。

无论采用哪种方法消除应力，其主要目的就是要达到构件尺寸稳定。而通过国内许多实验证明，振动时效件的抗静载、动载变形能力都大大优于热时效件和未时效件，根据资料显示，振动时效的抗静载、动静变形能力比热时效提高33.3%；也就是说，在构件尺寸稳定性方面，振动时效为优。

振动时效可节约能源98%以上

TJ9804-3A箱体热时效处理，从点火到停火共10小时。鼓风机的电机功率5.5千瓦，工作10小时耗电55千瓦•小时；振动时效时，振动时效设备功率为1千瓦，振动1小时，耗电为1千瓦•小时。

在不计燃气耗费的情况下，只计算耗电量，振动时效可比热时效节约98%以上。

振动时效缩短了生产周期

TJ9804-3A箱体热时效耗时间至少为10小时，而振动时间为1小时，提高工效10倍。

振动时效投资少、见效快。

对于JS120以上大箱体，需采用大型退火炉，每件费用约为5000-7000元。而振动时效两次只需两小时耗费两度电。

振动时效替代热时效后大大减少了对大气环境的污染、造福于人类。

箱体进行振动时效时须注意的几点：

1. 被振动处理不允许存在缩孔、夹渣、裂纹、虚焊等严重缺陷；

2. 激振器应刚性地固定在工件的刚性较大处或振幅较大处，便于起振；

3. 振动处理时，应使振动方向垂直于工件承受力的主要焊缝，并使主要焊缝处的动应力*大或较大；

4. 对于大型工件，可单独采用弹性支撑振动处理，对于重量小、刚性大的工件，单独振动不易找到共振点或是峰值太小，这时可采用平台振动。

结论

1. 经过上述两种工艺对比结果证明，在各焊接箱体上使用振动时效工艺来替代传统的退火工艺是*全可行的。

2. 针对不同的工件，制定出合适的工艺方案是振动消除应力方法成败的关键。