机械回旋臂振动时效处理实验

近二十年来,振动时效消除应力技术的研究和应用,在我国取得了飞速的发展。在此期

间,经国内许多单位的共同努力,在振动时效机理、振动时效工艺技术和振动时效应用方面,取

得了突破性的成果,制定了我国部关于振动时效方面的国家行业标准“中华人民共

和国机械行业标准JBT5926-2005”,指导了该项技术的应用和设备的生产,推动了振动时效

技术在机械行业的广泛应用。

振动时效处理的关键在于消除或均化金属构件残余应力,而残余应力对于焊接构件疲劳

寿命的影响是严重的,这已在近十年来得到*。因此作为以消除残余应力为主要目的

的振动时效技术,*可以用来提高焊接构件的疲劳寿命。

国内外大量研究资料表明,振动时效对焊接结构件的根本作用在于“消除”残余应

。因此国外将其称做“振动消除应力”。焊接结构件残余应力分布极其不均,应力剃度

相当大,而振动时效设备一个大的特点就是使高残余应力下降,使应力分布均化,因此振

动时效设备在“消除”焊接结构残余应力上效果十分明显。同时,由于残余应力的“消除”,

振动时效还可以有效地延缓断裂裂纹的产生和降低应力腐蚀开裂

回转臂是连铸机上的主要部件。上海重矿连铸技术工程有限公司生产的回转臂主要

部分是复杂板焊接梁,其结构如图1。焊后有较高的焊接残余应力,由此引起焊后工件

形。一般焊接时为满足图纸尺寸要求,加一些工艺板,控制工件尺寸焊接后必须进行

去应力,去应

工艺板,合适的去应力工艺可以保证工件不变形,般去应力采

用热处理工艺,这种方法耗资高、工期长。经研究,此次采用振动消除应力工艺,实验

证明,振动后去除工艺板,*了工件尺寸要求,效果良好

二、振动时效工艺实验

振动时效:根据工件的结构特点,采用四点支撑,激振点在A处,拾振点选在B

处,具体位置见图1。振动时效设备有良好的使用性能,并可在振动时效的同时绘制幅频

曲线,可观察振动效果,其曲线如图2

2.残余应力测试:为观察振动时效效果,在振动时效后选主要焊缝处18点用盲孔松弛

法测试了残余应力,测点位置标在图1。振动时效设备因为工期紧张,此次没有测试焊前的残余应力

根据以往其它单位的数据做参考,这种材料焊后焊缝中心残余应力,以σ1在190MPa左

右,这样就可以计算工件振后大的主应力的下降率。测试的振后的残余应力结果列在

三、结果分析

1.振动时效设备振后去除工艺板,工件没有变形,说明振动时效效果良好;

的焊缝比较复杂,可能出现低应力,甚至出现压应力,如17、18点的数据

表1中除去3、6、17、18点,取14点的平均值94MPa,用190MPa计算工件振

后a1,下降率为51%是一个很好的效果

四、结论

综上所论,首先振动时效满足了工件尺寸要求,其次振后残余应力大主应力平均

下降可达51%,大大满足了JB/T5926-2005标准要求。说明回转臂一类工件采用振动时效是可行的。