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    用振動時效儀消除焊接框架的殘余應力

    點擊數:30032022-02-12來源: 振動時效儀

    用振動時效儀消除焊接框架的殘余應力


    在生產大型焊接結構件時,目前所采用的振動時效儀消除殘余應力的方法(熱處理,用軋輥軋制,鍛造等等)不總是能用的。

    正如文獻1”指出,生產這種結構件最好用振動加載的方法來消除殘余應力。


    根據電焊研究所的推薦,在生中對用酸性轉爐鋼,30號半鎮靜鋼(圖1)牌號的鋼制的大型焊接框架(5140×1965×340毫米)

    進行了采用振動方法來消除殘余應力的試驗。按照技術要求在消除了殘余應力之后方可使用焊接框架。在工廠內要消除應力

    通常采用的方法是一般熱處理和自然時效,而這要化很長的時間。


    在框架的不同部位(圖2)測定原始的殘余應力表明焊縫附近區城的最大應力與基體金屬流動的范圍相符。試驗人員借助底座

    為100毫米指示頭刻度值為0.01毫米的變形測量儀采用無損磁彈性法和有損的機械法進行了測定。無損檢查用uoH一4M儀表

    進行。儀表動作的原理立足于利用磁彈性效應,即在機械應力影響下的磁鐵材料的導磁率的變化。預先將焊接濺斑清理干凈,

    然后在測量地點做個記號。處理用磁彈性法測量的結果,試樣的準備,儀表的校驗,這些工作都是根據文獻”上的方法進行的。

    框架地振動加載在鑄鐵基礎底板上進行,在底板上安置支架,橡皮減震器和加固件。


    通過對振動時效儀的各種方案的研究,確定加載進行的合理規范,框架懸掛安裝或裝在兩個支架上,而支架則放在距重量中心

    的不同位置上。同時,研究固定型(剛性的鉸接的)影響或非固定處理的可能性。懸掛固定情況振動器安裝在框架的懸空端上,

    在支架上安裝時則安裝在框架的不同地點上。此外,試用不同的規范及振動加載的數據對指定的方法進行了檢查(應力范圍既

    振動應力,處理時間和振動的共振頻率都發生了變化)。


    采用磁彈性在處理過程中直接測定殘余應力降低的方法作為評定加載方法的標準。此已判明,加載的最后理的方法是振動器先

    后安裝在框架兩點(圖2),框架的兩端剛性固定在支架上(圖3).剛性固定在擾力作用下加大了縱向的拉應力,并引起了相

    當的夸曲力矩和扭轉力矩。因此,結構件處于復雜應力狀態。在這種狀態下,殘余應力高蜂值區域產生塑性變形。采用加載方

    法的最合理參數是:振動應力8一10公斤/毫米,每種裝置工作時間為10分鐘,振動的第一個音頻率為~57赫芝。振動處理的效

    果是由較振動前后的殘余應力的程度來決定的,這些應力是在框架的不同部位測定的,分析表明,在殘余應力集中處和高峰值

    區域應力下降并順利地重新分布。圖4,。為區段Ⅱ的殘余應力圖,在這部區段振動的振幅最大.這區段的有些215地方的應力

    高峰下降了?一,而區段I略少些。這一切也許可解釋為由于這個區段遠離振動器,減少了振動加載的緣故(圖4δ)。在離振動

    器最遠的地方應力下降不太明顯。所以在這種情況下要使應力下降比較平均就必須盡可能靠近這些區段再安裝振動器作作補充

    處理。駛款州處理規范的檢控是由振動裝置的檢控測量機械實施的。如果在生產或實驗時,沒有此種機械可供裝置的預先調節;

    那么可按照電動機消耗功率的減少的效應獲得某些近似值的數據(圖5),在試驗中多次可觀察到此種效應,有關文獻的結論也

    證實了這點。如果共振范圍要自動調整結構中殘余應力降低,結構件自身的頻率勢必減少由于消耗的功率降低電動機轉數也減少。


    但是,根據我們的意見,要最大限度地降低殘余應力,振動時效儀本身應包含共振中的調整和操縱的自動系統。這就使它能跟蹤

    上述的變化并嚴格地保持共振,以上就是振動法的主要條件。


    自然,這就產生了一個問題就是振動處理過程焊接接頭和整個結構件強度是否會發生變化。試驗中采用合理的時間和振動加載的

    過程就不會影響接頭的強度,而極限強度屈服極限甚至略有提高一分別地從42提高到42.5,24提高到24.7公斤/毫米。結構件經

    1.5×10周次振動后試驗也沒有發現疲勞損傷??蚣苷駝迂撦d的合理規范區域,甚至對疲勞極限最小的側焊縫搭接接頭,也是在

    疲勞損壞區的左面。在這些接頭處當載荷為±10公斤米/毫米2,循環數為2.5×10以上時,出現2一3毫米深的疲勞裂縫。由此可

    以得出結論,在框架上的焊接(對接,角接,搭接)接頭的強度極限不會下降。


    降低焊接結構的殘余應力所得到的結果,推薦的檢控方法的效果,奠定了更廣泛,合理地采用振動時效儀進行處理的基礎。


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