振動時效工藝消除焊縫殘余應力案例分析

振動時效消除殘余應力就是用周期性的動應力與殘余應力疊加，使局部產生塑性變形而釋放殘余應力的過程。振動處理時對構件施加交變應力，如果這種交變應力幅與構件上某點所存在的殘余應力相疊加達到構件的屈服應力，則該點將產生局部塑性變形，使殘余應力值下降，原來不穩(wěn)定的殘余應力得到松弛和均化。即使沒有達到屈服*限，這種循環(huán)應力也可以引起微觀上的位錯移動，在位錯塞積群的前沿引起應力集中，產生微觀塑性變形，這就是振動消除殘余應力的機理。今天，我們就來看一個振動時效消除焊縫殘余應力的案例。

處理的工件是由兩個半圓鋼板焊接而成，直徑2600mm，厚度110mm，總重量4500kg，焊接應力較大。采用南京聚航生產的JH-600A1液晶全自動交流振動時效設備，工件要置于橡膠塊或其他彈性支承上，激振器固定于工件上，拾振器為一加速度傳感器。

振動時效工藝參數(shù)的選擇

1. 激振頻率 激振頻率的選擇要求耗能小而產生的振幅大，即激振頻率取共振頻率。在實際振動中，儀器可以自動掃描出高振幅所對應的頻率，在激振頻率范圍內有幾個共振峰，選其中一個為主振峰，在主振峰前沿（4/5波峰處）對構件進行主振處理，對大型構件可選其余次振峰進行多頻率共振處理，使振動處理均勻。

2. 激振力   激振力的選擇應由構件上的*大動應力來確定，激振力應能確定在某些局部區(qū)域產生微塑變形，即*大動應力與*大殘余應力之和大于或等于材料的屈服*限，即δ動+δ殘≥δs。

動應力與工件的材料結構有關，動應力大小是振動參數(shù)的主要條件，在制定工藝中要測動應力，現(xiàn)場往往用調整激振器檔次及經驗來判斷動應力夠不夠，如果動應力小，振動時間就長，微塑變形不夠，振動效果不好，如果動應力過大，則易造成工件疲勞損傷。

3. 振動時間的確定  振動時間根據(jù)構件的結構、材質、重量等確定，實踐證明振動處理的前5min殘余應力變化*快，15min以后基本處于穩(wěn)定，說明殘余應力下降到某種程度后就不再發(fā)生變化了，因此一般激振時間規(guī)定在20-40min就足夠了。

根據(jù)以上原則對該工件確定工藝參數(shù)如下。激振頻率：主振頻率f主=94-96Hz；次振頻率f次1=124-126Hz，f次2=145-147Hz。動應力值：δ=7MPa。振動時間：主振時間T主=20min；次振時間T次1=5min，T次2=5min。

總結

振動時效處理后，用盲孔法對工件的處理效果進行檢驗。*后得出結論，振動時效工藝消除焊縫應力取得了良好的效果。振動時效工藝簡單、生產周期短，并且無環(huán)境污染，其顯著的經濟效益和社會效益，在很大范圍內可以代替熱時效，尤其在大型的焊接件中，效果尤為顯著.