振动时效中的受迫振动与共振焊接应力消除设备 

    振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为驱动力(或强迫力)。拿振动时效来说，电机在偏心带动下给工件施加周期性外力，这里称为激振力。

     物体的受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关。物体作受迫振动的振幅保持不变，它的大小不仅和驱动力的大小有关，还与驱动力的频率以及作振动的物体自身的固有频率有关。作受迫振动的物体一边克服阻力做功，输出能量，一边从驱动力的做功中输入能量。当从驱动力输入系统的能量等于物体克服阻力做功输出的能量时，系统的能量达到动态平衡，总量保持不变，振幅保持不变，作等幅振动。当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大,即共振。Bnjd正是利用共振原理，先使电机从2000rpm升到10000rpm，扫描到工件的固有频率，然后根据相关阵型，在其对应的亚共振峰处对工件进行时效，从而达到消除残余应力、确保工件将来不变形或开裂的目的。

振动时效应力消除率

   常规加速度计设备不可能给出应力消除率，理论上可知加速度传感器无法与残余应力建立数据联系，所以常规加速度计式振动时效设备无法定量地给出应力消除率。

振动焊接工艺简介

     振动时效（英文为Vibratory Stress Relief，缩写为VSR）又称振动消除应力，主要是通过控制激振器的转速和偏心，使工件发生共振，让工件需时效的部位产生一定幅度，一定周期的交变运动并吸收能量，使工件内部发生微观粘弹塑性力学变化，从而降低工件的局部峰值应力和均化工件的残余应力场，（尤其是表面的集中应力区域），最终防止工件的变形与开裂，保证以后的尺寸稳定精度，它最后通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来间接、定性的判断时效效果。

    振动焊接是在振动时效基础上发展起来的一项焊接工艺。它是在正常焊接过程中给焊件施加周期性的外力（激振力），使焊件振动，从而达到降低焊接残余应力，提高焊接质量的目的。

    振动焊接原理及特点：振动焊接是指在焊接过程中根据不同构件施加不同参数的机械振动，即在振动条件下进行的焊接。在一定频率范围内的轻微振动，会对焊接熔池有一定作用：

    1.当焊缝金属在熔融状态下，振动可以使组织发生变化，细化晶粒，使焊缝的力学性能得到提高；

    2.在温度场作用下，焊缝材料的屈服强度很低。因此，振动容易使热应力梯度减小，使最后的焊接残余应力得到降低和均化；

    3、由于振动，在结晶过程中使气泡、杂质容易上浮，氢气易排除，焊缝材料与母材过渡连接均匀、平缓，降低应力集中，提高焊接质量。

    振动焊接从焊接开始就起到了细化晶粒的作用，接着，在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力，这样可有效防止焊接裂纹的形成和工件的畸变，提高构件的疲劳寿命，增强焊缝的力学性能。

    在焊接过程中，先将构件主体部分点焊成型，将振动时效设备中的激振器安装固定在构件上，通过控制主机控制振动时效设备的频率，进行稳幅、限幅振动。

    振动焊接工艺要点：

    1.焊接速度有效控制。

    2.振动幅度的控制：振动焊接时振幅应控制在0.04mm左右。

    由于振动时效设备上检测振动的传感器反馈的是加速度信号，所以需要将振幅和加速度换算。

    振幅和加速度换算公式：

    A=(g×9.8)/(n/60×2π)2

    A——振幅，单位：米

    g——加速度，单位：m/s2

    n——转速，单位：r/min

3.振动频率的控制：在激振力（通过调整偏心角度）确定后，振动焊接过程中，须监测工作过程中的参数变化情况，通过调频（调整转速）来控制振幅，使之稳定在要求范围之内。（构件焊接过程中，随焊缝的不断延伸，构件的频率、振幅可能会随之变化。）

振动时效工作原理

     振动时效是利用工件的共振，给工件施加附加交变应力或变形，当附加交变应力与残余应力叠加，通过材料内摩擦吸收能量，达到或超过材料的某一阀值时，工件发生微观或宏观粘弹塑性力学变化，从而降低和均化工件内部的残余应力，并使其尺寸精度达到稳定。