显见，振动时效的控制系统能从电机及工件处检测到的信息只有激振频率和拾振点的振动响应（如加速度）。
系统组成示意图
钢轨淬火件振动时效
一、 淬火钢轨件时效的目的
由于钢轨件淬火残余应力的影响，致使道岔钢轨件尺寸及形状的稳定性不好，尖轨在运营过程中有时发生翘尖现象；另外在钢轨件淬火的顶弯调直过程中，也是由于残余应力的影响，钢轨件会产生折断现象，既给工人的人身安全造成威胁，也造成经济损失。为了降低残余应力或改变应力的分布，需要对道岔钢轨件进行淬火后的时效处理。 二、 钢轨件时效处理方法
钢轨件的时效处理方法有自然时效和振动时效两种方法。 自然时效就是钢轨件淬火后，在不施加任何外力的条件下，在自然环境放置一段时间，使钢轨件得到自然充分的冷却，以达到降低残余应力或改变应力分布的目的。这种方法时效周期很长，占用场地面积很大，不利于均衡生产。另一种方法是振动时效，这是近几年发展起来道岔钢轨件时效新工艺。
钢轨件振动时效
正因为振型决定了工件各点的残余应力降低效果，所以必须建立一套以振型为核心的科学振动时效理论，即：先分析工件的材质、结构、工艺要求、工况失败原因、残余应力分布，需重点去应力部位，预期动应力分布等，在振前对工件多点扫频，在线打印有关曲线数据，综合所有扫频曲线对应的固有频率，操作者一边快速用遥控功能调整转速，一边用手去快速判断识别各频率对应的振型，找出可有效消除工件关键部位应力的有效振型（及其对应的有效频率），直接对这些有效频率（或曰有效振型）时效，同时在线打印g～t曲线以观察时效进程，以决定何时停机，然后通过对该频率（振型）局部扫频，局部打印（这点计算机可自动实现）。
以验证评价工件上对应该峰值（或振型）下的那些关键部位的时效效果。如果该振型不能覆盖工件的所有关键部位，则应对其它关键部位对应的振型（或固频）进行时效。
三、振动时效工艺参数
中华人民共和国机械行业标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定办法。本标准适用于材质为碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属（铜、铝、锌及其合金）等铸件、锻件、焊接件的振动时效处理。 工艺参数选择及技术要求：
1、首先应分析判断出工件在激振频率范围内的振型。
2、振动时效装置（以下简称装置）的选择。
装置的最大激振频率应大于工件的最低固有频率。
装置的最大激振频率小于工件的最低固有频率时，应采取倍频（或称分频）、降频等措施。
装置的激振力应能使工件内产生的最大动应力为工作应力的1/3-2/3。 装置应具备自动扫频、自动记录扫频曲线、指示振动加速度值和电机电流值的功能，稳速精度应达到±1r/min。
3、支撑工件、装卡激振器和拾振器。
为了使工件处于自由状态，应采用三点和四点弹性的支撑工件，支撑位置应在主振频率的节线处或附近。为使工件成为两端简支或悬臂，则应采用钢性装夹。 激振器应钢性地固定在工件的钢度较强或振幅较大处，但不准固定在工件的强度和 钢度很低的如大的薄板平面等部位，固定处应平整。
悬臂装卡的工件，一般应掉头进行第一次振动时效处理，特大工件，在其振动响应薄弱的部位应进行补振。
拾振器应固装在远离激振器并且振幅较大处。 4、工件的试振
不允许试振的工件存在缩孔、夹渣、裂纹、虚焊等严重缺陷。
选择激振器偏心档位，应满足使工件产生较大振幅和装置不过载的要求，必要时先用手动旋钮寻找合适的偏心档位。
第一次扫频，记录工件的振幅频率（A-f）曲线，测出各阶共振频率值、节线位置、波峰位置。
必要时通过调整支撑点、激振点和拾振点的位置来激起较多的振型。 测定1-3个共振峰大的频率在共振时的动应力峰值的大小。 选择动应力大、频率低的共振频率作为主振频率。 按主振型对支撑、拾振位置进行最后调整。 注：主振频率的振型称为主振型。 5、工件的主振
在亚共振区内选择主振峰峰值的1/3-2/3所对应的频率主振工件。
主振时装置的偏心档位应使工件的动应力峰值达到工作应力的1/3-2/3，并使装置的输出功率不超过额定功率的80%。
进行振前扫频，记录振前的振幅频率（A-f）曲线。 主振工件，记录振幅时间（A-t）曲线。
起振后振幅时间（A-t）曲线上的振幅上升，然后变平或上升后下降然后再变平，从变平开始稳定3-5min为振动截止时间，一般累计振动时间不超过40min。 进行振后扫频，记录振幅频率(A-f)曲线。 批量生产的工件可不作振前、振后扫频。 有些工件可作多点激振处理，有些工件可用附振频率作多频共振辅助处理，是否调整支撑点、拾振点位置视工件而定。
注：主振频率以外的各共振频率称为附振频率。
工件存在如夹渣、缩孔、裂纹、虚焊等缺陷，在振动时效中这类缺陷很快以裂纹扩展的形式出现时，应立即中断时效处理，工件排除缺陷后，允许重新进行振动时效。
6、振动时效工艺卡和操作记录卡
批量生产的工件进行振动时效处理时，必须制订“振动时效工艺卡“，操作者必须严格执行并填写“振动时效操作记录卡”，在工件上作已振标记。 “振动时效工艺卡”应按以上要求，试验三件以上，找出规律后制订。 振动处理中，其振动方向应使工件承受力的焊缝处的动应力最大或较大。
第十五节 垫板焊接
一、概述
1 焊接：是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。
2 焊接的优点
⑴ 省材料、结构轻、效益好； ⑵ 生产周期短，生产效率高； ⑶ 结构强度高，接头密封性好； ⑷ 设计灵活；
⑸ 焊接工艺易实现机械化和自动化。 3 焊接的特点
⑴ 结构易产生较大的焊接内应力和残余变形；
⑵ 接头中易存在焊接缺陷，如：气孔、夹渣、裂纹和未熔合等；⑶ 焊接接头具有较大的性能不均匀性；
⑷ 焊接中产生高温、强光及有毒气体，需加强防护。 二、手弧焊
1 手弧焊的优缺点
优点：设备简单，维护方便；操作灵活，应用广泛。 缺点：对焊工要求高，劳动条件差，生产效率低。 2 焊条
⑴ 焊条的组成和作用
焊芯：作电极产生电弧；作填充金属与熔化了的母材混合形成焊缝。 药皮；使电弧燃烧稳定；产生气体和熔渣保护熔池；参加冶金反应，渗
合金、脱磷硫；改善焊缝的工艺性能。
⑵ 常用的焊条
E4303：是钛钙型的交、直流两用焊条。其脱渣，熔深适中，焊波整齐。
抗拉强度420MPa。适用于全位置焊接较重要的低碳钢结构。
E5015：是低氢型的直流反接用焊条。其焊接工艺性能一般，脱渣性较好，
熔深适中，焊波较粗，焊接时焊条要干燥，并采用短弧焊。抗拉强度490MPa、焊缝韧塑性好，适用于全位置焊接重要的低碳钢或普低钢结构。
⑶焊条的保管
焊条进厂应复验合格方能入库。焊条应保存在干燥、通风的仓库内，并设有温度计和湿度计。低氢型焊条不低于5℃，相对湿度不高于60%。
3 手弧焊设备
交流电源——弧焊变压器，如：BX1-330、BX3-500等。
直流电源——弧焊整流器，如：ZX5-400、ZX7-400、ZXG-500等。 4 手弧焊常用工具
电焊钳、焊接电缆快速接头、面罩、护目玻璃、清渣锤、钢丝刷、扁铲、
角向磨光机、风铲、焊条保温筒和焊缝测量器等。
5 焊接工艺
焊接工艺是指焊接过程中一整套技术规定。其中包括：焊前准备、焊接坡口、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的最佳选择，以及焊前预热和焊后热处理等。
⑴ 焊接前的准备
① 按工艺要求加工坡口，加工坡口可采用机加工或火焰切割方法。
② 对重要焊缝及中、高碳钢焊前要清理接缝周围的油、水、锈等污物。 ③ 对厚板及中、高碳钢焊前按工艺要求预热，预热范围是待焊接缝周围100㎜以内的区域。
⑵ 定位焊
组装时按工艺要求进行定位焊，应避免强制装配；焊缝要熔合良好、不开裂；定位焊后应尽快焊接。
⑶ 工艺参数
手弧焊焊接工艺参数主要有：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层道数及焊接顺序等。焊接工艺参数应按工艺规定或经验选择。
三、二氧化碳气体保护焊
1 原理：是利用从喷嘴中喷出的CO2气体隔绝空气，保护熔池的一种熔焊方法。
2 CO2焊的特点 ⑴优点：
① 生产效率高：电流密度大，熔深大，对厚板可加大钝边，减小坡口；熔渣少，多层焊的层间可不清渣；整盘焊丝，省换焊条和接头时间。
② 对油锈不敏感，抗锈能力强。 ③ 焊接变形小。
④ CO2焊焊缝中的扩散氢含量少，焊缝冷裂倾向小。 ⑤ 电弧可见性好；自动送丝，操作简单，易培训。 ⑥ 成本低，仅为手弧焊的40~50%，应用广泛。 ⑵ 缺点
① 焊接飞溅较大，成形较差，对车间底漆敏感，易出气孔。 ② 弧光强；抗风力弱；操作不够灵活。 3 焊接材料
⑴ CO2气体：纯度≥99.5%。
⑵ 焊丝：焊道岔垫板常采用实芯焊丝，牌号ER50-6、规格φ1.2。 4 CO2焊设备
CO2焊机一般由供气系统、焊接电源、送丝机构和焊枪四部分组成。焊道岔垫板一般选用配备推丝式送丝机和鹅颈式焊枪的焊机， 常用的焊机有NBC-500等。
5 焊接工艺
CO2焊的焊前准备和定位焊的要求与手弧焊相同，但工艺参数有所不同。正确选择焊接工艺参数是保证焊接质量和提高工效的重要条件，CO2焊的工艺参数主要有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、焊枪倾角、喷嘴高度、焊接层道数及焊接顺序等。上述工艺参数对焊接质量有何影响？应如何选择？焊接中产生的缺陷及原因？这些内容将在
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