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對于大尺寸的焊接件，因常受爐子尺寸以及爐溫均勻性不易控制等因素的限制，使熱時效效果大大降低。而采用振動時效可使焊接應(yīng)力降低到較佳狀態(tài)，因此在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。本文主要是針對大尺寸焊接件振動時效工藝應(yīng)用的研究，實測分析振動時效效果。

振動時效參數(shù)選擇

1. 激振位置的選擇

試驗分析表明，應(yīng)力的降低程度與激振位置的選擇有關(guān)。雖然在各種共振頻率下均有一定效果，但合適的激振位置不但時間短，而且效果好，為了獲得滿意的效果，必須按工件結(jié)構(gòu)不同選用不同的共振頻率進行激振。

2. 偏心力的調(diào)整

盡量使用比較小的偏心力來得到所需的振幅，太大效果反而不好。

3. 工件的支撐

采用合適的方法支撐工件，以便工件的振動能*對自由。

支撐工件有如下一般規(guī)則；

A.盡量使用彈性材料，*好是橡膠墊，支撐塊厚度一般不小于200毫米。

B.盡可能用少量支撐以平衡工件。

C.支撐點盡量選在波節(jié)處。

4. 激振器放置

激振器至少用弓形夾進行加固，弓形夾不能有松動；激振器應(yīng)放置在波峰處，嚴禁安裝在角片或加強肋的位置，以免損壞激振器。

5. 波節(jié)的尋找

1. 在工件上撒下沙子類物質(zhì)，這些物質(zhì)在振動時會很快移向所有波節(jié)處。

2. 用手在工件上作往復(fù)運動，就能感覺某個位置有大量振動，另一位置振動很小。

振動時效工藝要求

如果想要殘余應(yīng)力降低到*佳狀態(tài)，必須滿足下列要求：

1. 在共振峰范圍內(nèi)振動，當(dāng)應(yīng)力降低時，這時振幅在這個特定頻率范圍內(nèi)將迅速變尖（即共振頻率的范圍或帶寬將變窄，在一定條件下，共振頻率將變得非常尖銳，且很難鎖住。）

2. 當(dāng)應(yīng)力降低時，在相同頻率下，產(chǎn)生振幅時所需功率明顯降低，在一定條件下，經(jīng)過適當(dāng)時間處理后，每個共振峰的振動振幅和產(chǎn)生該振幅所需的功率將達到穩(wěn)定，即表明工件的應(yīng)力降低或已基本消除。

3. 在應(yīng)力降低時，共振峰將出現(xiàn)在頻率刻度的另一位置，即共振峰往前移動了，直到使共振峰的新位置達到穩(wěn)定為止。

為了消除殘余應(yīng)力，振動設(shè)備應(yīng)具有能保證共振狀態(tài)的控制系統(tǒng)及記錄系統(tǒng)。特別注意的是嚴格保持共振，它是振動消除殘余應(yīng)力的基本條件。

焊接梁消除應(yīng)力試驗

制作五根相同的焊接梁（材料A3鋼，槽鋼180*70*9，焊接方法：電弧焊連續(xù)焊縫），所有尺寸與工藝條件全部相同，一件未經(jīng)處理，一件用退火消除應(yīng)力，另外三件用振動時效消除應(yīng)力。

儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JH-200A振動時效設(shè)備，操作簡單方便，具有殘余應(yīng)力動態(tài)跟蹤功能，時效效果穩(wěn)定可靠。

焊接梁放置在離重心一定距離的兩個橡膠減震墊支撐上，用弓形夾把激振器緊固在梁上，激振器安放在梁的中間或端頭，將傳感器安置在離振源不遠的工件上。經(jīng)過處理后，分別用x射線應(yīng)力測定儀對五根焊接梁進行表面應(yīng)力值測試。

圖1是試件各種狀態(tài)殘余應(yīng)力分布圖

從圖1曲線看出，振動處理后，殘余應(yīng)力值明顯降低。雖然熱時效是目前常用的消除殘余應(yīng)力方法，但熱時效后仍保持很大應(yīng)力，甚至工藝參數(shù)不當(dāng)時應(yīng)力反而增大，而振動時效可大大降低應(yīng)力。

總結(jié)

經(jīng)過一年地試驗，取得了一定成果，證明采用振動時效的確可使焊接應(yīng)力降低到較佳狀態(tài)，而且比熱時效*。當(dāng)然，這種工藝方法同其他各種工藝一樣，只有正確掌握工藝才能獲得滿意的效果。特別對大型焊件而言振動消除應(yīng)力效果更顯著。