振動時效在焊接結構件消除應力的應用原理

我們在振動時效通過和焊縫發生共振來改善應力集中應力和使得以振動時效技術來消除殘余應力，在國內外的研剛剛起步，但由于電脈沖的優良特性，使得其在消除殘余應力，提高材料使用性能等方面有著巨大的應用前景。
    振動時效處理方法的原理是振動時效發生器產生振動能量，通過振動時效的實驗對材料表層輸入振動沖擊能量，使得焊趾區域平滑過度，焊縫表層表面形成加工硬化的強化層，同時振動能量的輸入還能夠有效的改善焊接接頭的應力集中分布，消除焊接殘余拉應力，并且將殘余拉應力轉換成對構件使用有益的殘余壓應力，提高構件的使用范圍及壽命。超聲沖擊消除焊接應力的原理類似于振動時效和熱時效的疊加，國內己有一些成功的實驗案例，超聲沖擊技術具有設備操作簡單，處理效率高，對工件的要求不高等優勢，可以處理一些難以使用熱處理工藝的件。
    振動時效時和電脈沖復合技術處理焊接構牛，是將這兩種技術結合起來，同時作用于焊接接頭，這項技術在國內外尚未見報道，基于兩種技術對接頭性能改善的優勢，利用高能電脈沖技術所產生的電致塑性效應，使得焊接構件表層的塑性變形能力提高，硬度下降，用來輔助振動時效技術，當這是些沖擊構件表面時，提高其對焊接構件的沖擊程度，提高焊接構件的表層組織的變形能力，以降低焊接構件的殘余拉應力，細化晶粒組織，提高焊縫表層顯微硬度。因而超聲沖擊和電脈沖復合技術在提高焊接接頭組織及力學性能，改善應力集中分布，提高提高疲勞強度等方面有著巨大的潛力。

  幾年來，振動時效技術廣泛運用于提高大型焊接構件疲勞壽命的實際運用中，而對于振動時效時及超聲波表面處理對材料疲勞壽命的影響，國內學者也進行了較多的深入研宄，取得了顯著的研宄成果。葉雄林06]通過超聲沖擊處理焊后的22SiMn2TiB鋼發現，超聲沖擊處理消除了焊趾的缺陷，改善應力集中，并引入殘余壓應力，大大減少了疲勞裂紋擴展的幾率，疲勞壽命能夠提高33．3％。盛永華巧71采用超聲沖擊16Mn接頭焊趾，與沖擊前比較發現，沖擊后在接頭表面引入了殘余樂應力，使得接頭疲勞性能和硬度顯著提高。何柏林等081通過超聲沖擊轉向架用16MnR鋼接頭后發現，在疲勞壽命為2×106時候，焊接接頭經過振動時效處理后，疲勞強度從265MPa提高到325MPa，增加了22．6％，此外，振動時效后焊接接頭的疲勞壽命顯著提高了50多倍，其疲勞試驗結果如表這說明經振動時效處理后，焊接接頭和焊趾處的應力集中和殘余拉應力得到顯著降低，接頭的疲勞性能顯著增加