某廠是礦用防爆電器開關的生產商，在電器開關焊接結構件生產過程中需對礦用防爆開關的殼體、前門等焊接結構進行消除應力處理，以穩定工件尺寸，保證隔爆結合面隔爆間隙，使其符合礦用防爆規程的要求。通常采用傳統的熱處理退火工藝，在熱時效的過程中發現熱時效雖能消除工件內部的一部分殘余應力，但由于退火爐溫度難于控制且溫度分布不均勻，加上工件在退火爐擺放位置不同，不能完全保證消除工件內應力。由于工件內部殘余應力的存在造成工件幾何尺寸精度、平面度誤差精度超差，導致產品報廢的情況時有發生，影響產品質量的穩定。所以急需尋找新的方法代替熱時效，經過考察研究后，決定采用振動時效工藝，通過對比試驗驗證其有效性。
振動時效工藝方案
1. 剪切振動
理論上講被振工件在任何振動頻率下只要動應力足夠大就能達到均化殘余應力和穩定尺寸的效果。為提高工作效率，設計了一個振動平臺（尺寸3500mm*2000mm*40mm）,可一次性振動處理工件8件，支撐方式采用4點支撐，這種振動對垂直面上的焊縫以及上下平面與各垂直的角焊縫都能產生較大的動應力，將加速度激振器設在邊長較長的一邊，以獲得較高的共振頻率，傳感器放在邊長較短的一邊。這種振動模型阻力小，易于獲得振幅較大的共振。為了取得*佳的振動效果，按工件結構形式、重量、殘余應力的大小和分布不同，每次的振動時間需15-25min。
2. 多頻振動
在同一種激振狀態下（支點和激點都不改變位置），可采用不同的頻率進行振動。若激振器功率大，還可以采用強迫振動。這種方案由于振動波長改變后動應力的峰值區域也發生變化，所以每改變一次頻率都應改變加速度激振器的位置。
3. 振動時效工藝和殘余應力測量
已知殼體重量為208.6t，長寬高為455*575*720mm；前門重量為38.9t，長寬高為575*58*570mm。振動時先用掃頻法確定共振頻率，然后進行振動時效處理，振動時間為15-20min，振動時對振頻、振幅和動應力進行觀察。
殼體主頻率為4885r/min，偏心距為100%，加速度為3-8m/s2，動應力≥12MPa。
前門主頻率為3847r/min，偏心距為100%，加速度為2-6m/s2，動應力≥10MPa。
分別在熱時效和振動時效前后對工件進行殘余應力測量，測點選取殘余應力較大的部位，每個工件設2個測區，每個測區測15個點，每個測點的距離為15mm。采用磁測法進行無損殘余應力測量，檢測所用儀器為JH-60殘余應力檢測系統，其采集數據、應力大小、分布曲線全部由計算機完成。
振動時效結果分析
1.從2個工件振動參數可以看出，2個工件的振動均獲得了關鍵的共振頻率。因為在對物體進行振動時效時，物體本身也是一個振動體，它與工作臺、固定支撐點組成了一個振動系統，工作臺跨度較長，故共振頻率就低了。動應力是振動時效中的關鍵參數，其大小直接影響振動時效的效果。為了獲得較好的振動時效效果，激振器應設在邊長較長的一邊進行振動，振動時從各個方位測得的動應力值均大于10MPa。滿足了理論上的數值要求，達到了預期的振動時效效果。
2. 焊接件尺寸穩定性不僅受到殘余應力大小影響，還受到殘余應力均勻性影響。振動時效不僅可以消除應力，而且能消除應力峰值，使應力均勻化。根據熱時效和振動時效前后殘余應力數值對比可以看出，焊縫附近存在的殘余拉應力和殘余壓應力，在振動后受力狀態發生了變化，這進一步說明振動時效后應力分布確實朝著有利的狀態變化。
3. Q235鋼板的允許工作應力σ=240MPa，作為低周疲勞剛性設計，其工作應力一般為1/3σ，即80MPa，而實際設計中的工作應力僅設計為35MPa。結果表明，振動前所測的測點中有4個點的殘余應力在80MPa以上，還有一個為125MPa。而振后2個工件的*大殘余應力在94MPa以上，還有一個為61.7MPa，將其與設計工作應力迭加也小于240MPa。可見，振動時效后工件將在彈性區間工作，而不會出現失穩狀態，滿足了工件服役尺寸穩定性的要求。
4. 測量數據表明，熱時效的平均消除率為33.8%，振動時效的平均消除率為37.8%，消除率數據也較為接近，由于振動時效工藝具有省、方便、成本低、節能環保的特點，故振動時效整體效果優于熱時效，采用振動時效工藝用于消除各類礦用開關中殼體、前門等焊接件的殘余應力是可行的。