1. 时效消除法
时效消除法是降低淬火残余应力的传统方法。由于铝合金材料尤其是航空用铝合金材料对温度非常敏感,时效温度的提高,必然明显降低强度指标,使MgZn2等强化相析出过多,产生过时效现象。因此,淬火后时效处理通常在较低温度(小于200-250℃)下进行,因而影响了应力消除效果(仅为10-35%)。
2. 机械拉伸法
机械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。
3. 模冷压法
模冷压法是在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力。事实上“模压”这种叫法不够确切,因为其主要作用机理是使铝合金模锻件的局部材料受“拉伸”或者“压缩”作用。当精整模具压下时,精整凸模嵌入到铝合金模锻件端面、缘(筋)条的拔模斜度上,实际上使模锻件的腹板部分产生“拉伸”作用。因此,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金模锻件上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于铝合金模锻件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以精确控制模压变形量。
4. 深冷处理法
深冷处理法也称冷稳定处理法,按工艺可划分为深冷急热法与冷热循环法两种。其中深冷急热法是将含有残余应力的零件浸入-196℃的液氮中深冷,待内外温度均匀后又迅速地用热蒸汽喷射,通过急热与急冷产生方向相反的热应力,借此抵消原来的残余应力场。然而,现有的相关研究指出,深冷处理只能消除热处理温度梯度产生的残余应力,而不能有效消除机械加工、冷成形等不均匀塑性变形产生的残余应力,对焊接残余应力的消除效果也不佳。
5. 振动时效消除应力法
振动消除残余应力法的工作原理是用便携式强力激振器,使金属结构产生一个或多个振动状态,从而产生如同机械加载时的弹性变形,使零件内某些部位的残余应力与振动载荷叠加后,超过材料的屈服应力引起塑性应变,从而引起内应力的降低和重新分布。现有的相关研究指出,当铝合金在刚刚进行了淬火后的不稳定状态(0-2小时内)进行振动消除,效果最佳,残余应力最大可降低50-70%;振动消除应力(VSR)技术具有高效节能,工艺简单方便,适用性强等特点,对零件没有形状与尺寸限制,尤其适合于大型复杂结构件,是一种很有发展前途的工艺方法。另外,经过振动时效后的铝合金构件具有良好的尺寸稳定性,在后续的机械加工中不易产生加工变形。

该罐体结构为水电设备配件，整体焊接结构，在使用振动时效之前客户采用自然时效（放置一年）和热处理进行应力消除，防止发生变形，但热处理时间长成本高，该用户采用振动时效设备对该部件进行应力消除均化处理，防止应力集中和变形发生。

工件：氧化铝厂生产线上的脱硅槽，工作温度为100度，常压，内部为混合砂浆（含烧碱，属于腐蚀介质），因1号罐体开裂造成冒浆事故导致整条生产线检修。
经过工程方和华云应力工程师沟通后，一直应为应力腐蚀是导致这次事故的罪魁祸首，材料、机械零件或构件在静应力（主要是拉应力）和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。它常出现于锅炉用钢、黄铜、高强度铝合金和不锈钢中。脱硅槽是焊接罐体，存在焊接拉应力，并且工程方在焊接之后并没有进行消除应力的处理，导致给应力腐蚀留下“祸根”，所以经过交流，建议工程方在进行焊接修复后进行应力消除。
为了消除应力更加彻底，提供了采用豪克能焊接应力消除设备的建议，这款设备是采用超声波的方式对焊缝及热影响区进行冲击处理，能够达到消除80%焊接应力的效果，并且预置压应力，增强焊趾的强度。

盾构机刀盘和筒体采用焊接结构，如不进行应力消除处理则容易影响盾构机的使用寿命，造成很大的经济损失。图中设备为HK3000K3振动时效，最重处理50吨工件，最大激振力为30KN，功率为1.5kw。HK3000为三维振动时效，，能够获得工件内部残余应力变化的全部信息，提高时效质量60%。

该时效设备为HK3012K3,是一款高端频谱谐波振动时效设备，能在一次时效过程中进行7次谐振，应力处理的效果更好。

桥式起重机的关键部件进行应力消除和应力检测是非常有必要的。但起重梁动辄十几米长，不方便尽心热处理，此种情况下完全可以考虑振动时效技术。该项技术已经在各行业有广泛的应用，起重梁是振动时效技术中常见的梁型模型，用振动时效处理比较合适。

按照指导书，将激振器按照到起重梁中间位置，按照HK系列振动时效设备的提示调整好激振器的偏心距，打开设备即可进行振动时效处理，整个振动时效有扫频、振动时效、打印时效结果的过程，大约用时30-40min。
HK系列振动时效设备通过自动扫频获得该起重梁的振型和固有频率，选择在其2/3大小处进行振动时效，以免对工件产生破坏。

在时效过程中，激振器施加给工件以交变应力，与起重梁内部的焊接应力想叠加之后，形成微观（纳米级）的塑性变形，使得工件应力得到松弛均化和消除，并提高起重梁抵抗变形的能力。HK系列振动时效内置的软件系统可以自动判定激振器施加的动应力是否合适，如动应力太小设备会提示增加，如过大则自动关机避免不良后果。

采用豪克能焊接应力消除设备对高铁转向架进行焊接应力消除，消除80%以上的焊接应力，预祝压应力，增强焊接接头的疲劳强度，预防裂纹产生，延长使用寿命。

铝合金结构件在航天中应用广泛，但是在太空中，结构件由于受到高低温循环作用，内部残余应力容易发生松弛，破坏了工件的尺寸稳定性，无法满足长时间的精度保持要求。
此外，板材局部的高残余应力集中区域由于内部组织和结构的不均匀性易成为应力腐蚀的活性点，最终导致应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking,SCC)，从而造成构件开裂。所以，在航天领域，大幅消除构件的残余应力显得非常必要。
振动时效一直是消除残余应力的有效手段。熊冠华等对7075铝合金薄壁构件进行振动时效处理，在30和60 min的时效时间内，表面残余应力分别下降了22%和32%。刘晓丹等采用振动时效来消除波纹管中的残余应力，振动后膨胀波纹管的轴向和环向残余应力分别下降了44.6%和17.6%。此外，有学者发现，振动时效消除残余应力的效果与零件成形后的静置时间有关，构件组织内部越不稳定，残余应力的消除效果越好。而材料在成形过程中，其组织和应力状态均处于不稳定状态，如果在冲压成形中引入振动，既能够有效地缩短制造工艺流程、提高生产效率，又能够起到降低残余应力的作用。
目前，振动辅助成形应用较多的是超声波振动辅助成形。受限于振动力的大小，其主要应用在微成形领域。现在，随着伺服控制技术的发展，具有较大成形力的伺服压力机已经得到了广泛应用。本研究采用高精度伺服压力机作为振动源，能够产生0～40 Hz的低频振动。同时，由于经典的3点弯曲模型的残余应力分布规律能够很好地采用解析方法算出，且能方便地验证后续实验过程中残余应力测量的准确性，所以，本研究采用振动辅助弯曲成形实验，以振动频率、振幅以及下压速率作为变量，研究不同振动参数对残余应力的影响规律，并采用有限元模拟分析和微观位错理论对其进行分析与解释。

结论
(1)低频振动辅助成形能够降低材料残余应力以及位错密度，相比于无振动成形，残余应力降幅可达36.96%。
(2)当振幅在0～0.15 mm范围内，随着振幅增大，内弯面的残余应力和位错密度均呈现先下降、后上升的趋势，在0.04～0.07 mm处出现残余应力最低点，这是因为:随着振幅的增大，模具与板料表面会发生分离，进而影响位错密度和残余应力的变化。
(3)振动频率在0～30 Hz振动范围内，残余应力随着频率的增加先降低，超过临界频率之后，频率对残余应力的影响不明显。
(4)在0.1～1.0 mm·s-1的下压速率范围内，随着下压速率的增大，残余应力呈现上升趋势。
(5)弯曲截面的平均位错密度与内、外弯曲表面的残余应力随振动参数变化规律一致。

该用户加工的铸钢齿圈经常发生变形，引进振动时效用于消除均化工件内部残余应力，稳定工件尺寸防止变形。采用的是频谱谐波振动时效HK3010型振动时效，消除应力水平达70%，更加适合高刚性、高考精度零部件预防变形使用。

众所周知，大型工业衡器，不管是电子汽车衡还是电子轨道衡，都是采用以钢板或型钢焊接结构作为秤体（承载器）的，大多数电子汽车衡采用平板式焊接结构，电子轨道衡采用的是箱型梁（国家标准已做了硬性规定）焊接结构，电子汽车衡的传感器安装位置的结构也几乎为箱型，这样的结构其焊接残余应力非常大。尤其是大电流、一次焊缝高度大的情况下就更为严重。尽管在结构的强度足够时没有引起结构的开裂与破坏，但在焊接残余应力释放的过程中其变形是不可避免的。所以在衡器的使用中经常可以听到某地方的电子汽车衡在使用中传感器移位，甚至是桥式传感器的上压头都被啃掉一块。
造成以上问题的主要原因是焊接残余应力释放后的变形引起的。通常在焊缝表面及其周围的残余应力都是拉应力，焊接残余应力再和称重时载荷应力叠加后桥式传感器的安装位置就变成了收腿的拱形。图1是平板式汽车衡安装桥式传感器的安装位置示意。图1a是设计时理想的位置示意；焊接后在焊缝表面及其周围都会产生拉应力，再经过焊接残余应力释放和称重时的叠加应力后桥式传感器的安装位置就变成了图1b的形状。由于上钢球座的安装孔已扭曲，在长期的使用中有时就会将上钢球座啃掉一块，且其变化没有规律可循，还有的会造成传感器的移位，这些因素都能影响称量准确度或造成秤体的损坏。当焊接残余应力和加载应力叠加后超过了材料的屈服极限（σs）后就产生变形，引起原来安装好的部件移位或损坏，超过材料的强度极限（σb）后就造成秤体的焊缝（主要在热影响区）开裂等问题。

通过时效处理消除或降低结构件（秤体）的残余应力，显得尤为重要，振动时效作为即节能又能有效消除残余应力的工艺方法理所当然的应作为首选。
采用振动时效工艺与采用热时效工艺的耗能分析：振动时效工艺每处理一个结构件大约耗电1.2kW.h，每节秤体重约在5～8t之间，平均按6t计算，每吨工件约耗电0.2 kW.h，按我国每kW.h煤耗350g计算，吨处理仅耗煤70g；而热时效处理一吨工件耗煤约80kg（用煤加热处理）或耗电200 kW.h（折合煤耗70kg）。对比热时效与振动时效可知，振动时效的能耗仅为热时效的1/1000左右，其节能效果十分明显，是消除残余应力低碳发展模式的一个有效途径。

振动时效技术已在数百种行业中得到了广泛的应用，机床、冶金、航天发射平台、洲际导弹发射筒等都有采用振动时效来消除其焊接残余应力，以保证构件性能的，它的广泛应用必将为焊接结构件消除残余应力带来广阔的前景。由此可知，振动时效技术应用于大型工业衡秤体的去应力时效处理不仅是可行的，而且也是比较经济的一种工艺技术。

用户采用振动时效HK3000K4消除焊接应力，保持样件不变形，相比之前使用的热处理工艺成本低，周期短

工字钢作为钢结构常用型钢，具有广泛的应用，其应力必须经过振动时效进行消除。他同时是振动时效技术应用中梁型工件的代表，通过对工字钢的振动时效阐述几个应该注意的操作问题。
一、工件的支撑与激振器的装夹位置的确定
总的原则就是支撑垫应该放在工件振型的波节处，应具有弹性；激振器应放在工件振型的波峰处，用专用卡具与工件刚性固定在一起，加速度计应该放在远离激振器
的另一个波峰处。
当工件的 长：宽>3,长：厚>5,既属于梁型工件，橡胶垫应该在距端部2/9长度处，激振器夹在中间，传感器在另一端。如下图

二、振动频率的确定
振动时效的频率一般选择在亚共振区域，在共振高峰的1/3~2/3所对应的频率范围内。华云HK系列振动时效设备能够实现自动控制整套设备对工件的频率、振动情况测定，并给出数据及曲线，无需人工干预，只需要安动一下按钮即可完成。
三、动应力的确定
经过许多研究表明，用过载系数K所表示的原始残余应力和动应力值之比，即K=动应力/残余应力，能体现振动时效工艺中他们的依存关系，资料指出，一般K=0.45为宜。HK系列振动时效设备具备自动判断动应力是否合适的功能，如果动应力不够，显示屏会显示加大动应力的指令。如果动应力过大，则会自动关机，避免引起不良后果。

该客户加工的塔筒经常发生变形，影响装配，引进振动时效用于消除均化塔筒焊接残余应力，稳定工件尺寸防止变形，上图为HK3000K5型号设备。

水轮机转轮是水轮发电机组的重要部件，转轮的优劣直接影响水轮发电机组的性能效率及稳定性。转轮在焊接加工过程中，产生相变应力与热应力等形式的残余应力。残余应力的存在可使转轮的尺寸及形位精度产生偏差，疲劳强度降低，影响转轮的性能，甚至使转轮本身产生裂纹而导致失效因此，消除、降低或均化内应力是一项十分重要而必要的任务。
过去大多工程的大型铸件和焊接件多采用自然时效法，中、小型的铸造和焊接构件则采用整体退火方法消除焊接应力或使焊接应力均衡，从而降低局部焊接或铸造应力过大造成焊缝或铸件开裂而致构件失效的风险。由于自然时效法费时，整体退火受构件的尺寸限制，且消除内应力的效果如何也未可知。鉴于此，在水轮机转轮焊接完成后，采用振动时效工艺对焊接后的转轮进行消除( 均化) 焊接内应力处理，并分别对转轮振动时效工艺处理前后的残余应力进行检测，以评价转轮振动时效工艺消除( 均衡) 残余应力的效果。
处理过程转轮振动时效设备采用频谱谐波振动消除应力设备HK3010K2，扫频范围1 000 ～ 8 000 r /min，额定激振力15kN。
将转轮平稳放置在有弹性的橡胶支撑物上，支撑点选在工件振动的波节处且数量应尽量少，以减小振动能量损失和支撑对振动的影响。根据经验，在转轮下环下方相隔120° 平均分布3 处橡胶垫，分别在两支撑点中点波峰处放置激振器及传感器( 见图2) 。

振动时间指在主频率下的工作时间，通常根据工件的重量及结构、材质等
测试结果
测试结果表明转轮的叶片与上冠联接腋窝处振前最大应力值为687 MPa，平均应力值为600 MPa;振后最大应力值为206 MPa，平均应力值为180 MPa，残余应力平均消除量70%。转轮叶片与下环联接凹槽处振前最大应力值为676 MPa，平均应力值为604 MPa; 振后最大应力值为216 MPa，平均应力值为193 MPa，残余应力平均消除量68%。
从实测情况看，转轮焊接残余消除效果是明显的，振动时效工艺可以代替整体退火工艺。

薄壁件刚性差、强度弱，在加工中极容易变形，不易保证零件的加工质量；随着薄壁件的广泛应用，保证足够的加工精度成为重中之重。
薄壁件中残余的加工应力如果不进行消除，则会使工件变形超差，不能在生产中使用。消除薄壁件的加工应力保证尺寸精度的稳定性成为亟待解决的问题。传统方法采用热处理，但因为材质、结构、成本等因素，热处理不能很好的解决生产需要，薄壁件应力消除仍然受到限制。
振动时效技术具有成本低能耗低，周期短的技术优势，均化应力大幅降低应力峰值很有效果，随着市场的发展，该项技术已经从传统的亚共振技术升级为频谱谐波时效技术，对于消除薄壁件的加工应力很有效果。
四川某航空配件生产企业采用华云频谱谐波时效设备进行振动时效，消除应力水平高达70%，效果很好，完全解决了机械加工应力释放导致的变形问题，代替该企业热处理工艺，一年节约数百万元。