振动时效工艺在大型焊接结构件上的应用.PDFVIP

振动时效工艺在大型焊接结构件上的应用 徐桂梅 万彬 （江西蓝天学院机电系 江西 南昌 330098） 摘要： 摘要： 摘摘要要：：针对工厂KY系列牙轮钻机钻架和履带支架大型焊接结构去应力处理的问题，采用正交 试验方法进行振动时效的工艺方案的确定，且用对比检查法对同种工件不进行时效处理、热时效 处理（退火）、振动时效处理的结果进行比较。 关键词： 关键词： 关关键键词词：：振动时效 KY系列牙轮钻机 钻架 履带支架 应用 中图分类号： 文献标识码 文章编号 中图分类号： 文献标识码 文章编号 中中图图分分类类号号：：TG156.92 文文献献标标识识码码：A 文文章章编编号号：123(2011)02-045-04 1 前言 构件在焊接时，由于不均匀加热，造成内应力达到材料的屈服极限，使局部区域产生塑性变形。 当温度恢复到原始的均匀状态后，就产生新的内应力，这种内应力是温度均匀后残存在物体中的， 故称为残余应力，残余应力影响焊接件的尺寸稳定性，使焊接件变形。为了消除焊接残余应力，传 统的方法是做整体的或局部的热处理。在南昌市江南采矿机械厂生产的大、中型露天矿穿孔设备KY 系列牙轮钻机等设备中，最重的金属结构件约十七吨，最长的金属结构件约25米。以KY-150牙轮 钻机履带支架为例，采用传统的热时效的方法，每炉一件热时效需72小时，振动时效一件只需8小 时，提高工效九倍（往返运输时间未计算在内）；以牙轮钻机立架、平台为例，由于工件结构太长， 无法做整体的热时效，而局部的热时效的效果又不理想，而振动时效可以得到较好的效果，并节约 了能源，降低了费用。 2 振动时效的工艺方案的确定 振动时效是利用共振原理降低和均化金属构件的残余应力，从而使金属构件由不稳定状态转变 为稳定状态，达到人工时效处理（如热时效）的目的。影响振动时效的工艺因素很多，如工件固有 频率的测定，激振力的大小、激振振幅的测定、激振频率的选择，激振时间的确定，激振点的个数 及激振位置等等。通过工艺探讨和试验，我们认为在这诸多因素中以下几项工艺因素在任何情况下 都是至关重要的。 2.1 选择合理的支承点 工件产生共振的频率与支承条件有关；图1为某一工件在不同支承条件下，测得的共振频率。 图1 不同支撑条件下的工件共振频率 合理的支承应将被振工件放置在弹性支承上，支承点应选在波节处，以便用较小的振动能量获 得较大振幅。支承波节的确定一般为振动时在工件上撒砂子，砂子聚拢处即是，其示意图如图 2所 收稿日期： 收稿日期： 收收稿稿日日期期：：2011-03-15 作者简介： 作者简介： 作作者者简简介介：：徐桂梅（1963-），女，江西南昌人，江西蓝天学院，高级工程师。 研究方向： 研究方向： 研研究究方方向向：：机械设计与加工工艺。 研究方向： 研究方向： 万 彬（1959-），男，江西南昌人，江西蓝天学院，高级经济师。研研究究方方向向：：经济学。 示。 图2 KY-310牙轮机钻架的支撑位置示意图 2.2 激振器的安装位置 一般选择在工件强度高，共振波波峰处。几何形状对称的金属构件，应选择在工件中心或重心 位置。 2.3 激振强度的确定 一般公式为： σ =（1/3∼2/3）σ 振 s 其中， —激振强度， —材料的屈服极限 σ σ 振 s 对于不同材质和不同工艺方法制造的工件