谈谈振动时效及其在衡器制造中的应用

　　1 前言

　　在机械件制造过程中不可避免会产生残余应力，特别是焊接、铸造、锻造等过程的残余应力，轻则使工件严重变形而无法使用或影响其固有性能，重则使工件直接开裂，造成严重事故，像挪威的 27.5 万吨级油轮在北海断裂就是因为其中的一个锚墩上的焊接残余应力使其产生裂纹引起的，造成了极为严重的损失和环境污染。通常消除残余应力的方法是通过时效处理来解决。传统的时效方法是自然时效和热时效，由于自然时效周期长，造成资金大量占用，现已很少使用;热时效尽管效率高、效果好，但其能源消耗高、对环境污染严重，处理工件也需要投入较多的资金，也不是一个可取的去应力时效方法，也不符合当前节能环保的发展方向，振动时效就是在这种背景下应运而生的。

　　振动时效在工业发达国家已被广泛采用，像美国某应力消除公司拥有 350 台振动时效设备，进行过 5000 多项振动时效处理，结果分析成本仅为热时效的 10%，英国和西德对飞机装配型架的焊接梁和框架普遍采用了振动时效。我国近年来在振动时效的研究与应用方面也取得了长足的进展，经过振动时效的工件尺寸精度稳定性良好，振动时效费用仅为热时效的 10%左右，能源消耗不到热时效的 5%。由于振动时效的技术经济效果非常显著，其应用范围也不断扩大，在机械制造、航空、化工器械、动力机械等行业，振动时效已得到了广泛的应用，近几年在衡器的焊接秤体和传感器弹性体加工的消除残余应力上已开始应用。

　　2 振动时效简介

　　2.1 什么是振动时效

　　振动时效 VSR 是 Vibrating Stress Relief 的英文缩写，是振动消除应力之意。振动时效又称振动消除应力法，它是将工件 (包括铸件、锻件、焊接结构件等) 在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，消除其残余应力，使尺寸精度获得稳定的一种方法。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。

　　2.2 振动时效技术在我国的发展历程

　　我国的振动时效设备，是从上世纪七十年代开始仿造国外的振动时效设备自主生产的，在随后的二十多年中，只能生产手动型振动时效设备，这种设备只能靠操作人员凭感觉和经验进行振动时效处理，存在振动时效质量难以保证以及操作复杂的问题;随着计算机技术在振动时效设备上的使用，在上世纪九十年代末，开发出了全自动振动时效设备，这种设备可以由计算机自动选择振动时效关键的振动时效工艺参数，能有效保证振动时效质量，而且操作简便。

　　尤其是近两年，视频音频监控型、远程无线反向监控型、广播监控型、USB 电子文档通讯型等振动时效设备已在振动时效上得到了广泛的应用，使振动时效技术迈上了更新的高度。