振动时效技术与热时效处理的对比实验

消除残余应力的方法有很多中，其中热时效和振动时效是使用*多的方法。而今天我们今天的主要目的就是想通过铝合金箱型焊接结构件振动时效与热时效前后残余应力的检测对比，来证明二者消除应力的效果相当，证明用振动时效工艺取代铝合金箱型焊接结构件热时效工艺的可行性。

实验方案

选取3门铝合金炮塔作对比试验，1件采用热时效，2件采用振动时效，进行热时效前、后，振动时效前、后的应力检测、对比检测。

试件选取

试件主体结构主要由铝合金平板拼焊而成，外形尺寸约为2452mm*1843mm*560mm，材料为LC52，焊缝采用双面焊，V型接头焊缝为主，围板部分共27条焊缝，焊缝坡口尺寸较大，*大宽度达到22mm以上，深度达到15mm以上，金属填充量大，较长焊缝和横向焊缝的应力集中较大。三个试件标为A、B、C。A采用热时效，B、C采用振动时效。

所需器材

JH-300A全功能频谱振动时效设备、JH-30残余应力检测仪、JHZK残余应力钻孔装置

试验步骤

1. 采用盲孔法测试A试件热时效前残余应力，测试B、C试件振动前残余应力。

2. A采用热时效消除应力方法，B、C采用频谱谐波振动时效消除应力方法。

3. 采用盲孔法测试A试件热时效后残余应力，测试B、C试件振动后残余应力。

4. 进行试验数据对比分析。

振动时效的工艺过程

试件的支撑和激振器的装夹

试件支撑时应使激振力尽量被试件吸收而不至于被传导至地面流失，原则上支撑点越少越好，面积越小越好，实际操作总结出箱型构件采用3点或4点支撑为佳方式。试件支撑采用3个圆形橡胶垫支撑，间隔约120°，激振器夹持于2点之间。

参数的选择

激振器采用永磁电机，功率为2.2Kw，电压180~250V，转速8000r/min，偏心调整为160.

处理过程应确定5个谐波频率加速度有2个或2个以上在30~70m/s²之间，5个频率共处理40min。

结论

1. 在铝合金箱型焊接结构件上，采用振动时效工艺和热时效工艺消除残余应力的效果相当，平均下降率均为53%以上，因而用振动时效替代热时效工艺从理论上是可行的。

2. 应用振动时效工艺，对于生产厂家降低生产成本、提高加工精度和生产效率具有重大意义，能够产生显著的经济效益。