储水罐项目振动时效消除焊接应力

动时效是采用共振的原理——即在激振器的周期性外力的作用下,当所施加给工件的动应力大于或等于材料的屈服极限即工件与激振器的频率相叠加时产生共振,这时在共振状态下
前   言
振动时效是采用共振的原理——即在激振器的周期性外力的作用下,当所施加给工件的动应力大于或等于材料的屈服极限即工件与激振器的频率相叠加时产生共振,这时在共振状态下,就会使工件内受约束的分子发生位错滑移,而使一大部分残余应力得到释放,余下的部分残余应力经过二十至四十分钟的调整部分处于均化状态。振动时效可以使残余应力降低或均化,高应力区降低的比例要大一些,振动时效具有生产周期短、无环境污染、节约生产成本、工件尺寸精度稳定性好等诸多优点。
振动时效在我国从上世纪七十年代开始做为国家重点科研攻关项目才逐渐被人们认识,经过近三十年的不断研究探索,目前已被我国机械制造业广泛的采用。如:北京机床所的机床床身、鞍钢、宝钢、首钢的高炉炉壳、热风炉拱顶、热风炉封口带、中国一重集团的大型锻件、哈尔滨电站集团的大型电站设备、齐齐哈尔第一机床厂的大型立车铸件、CW6163系列铸造床身等都很好的采用了振动时效来替代传统的加热回火时效工艺。
受大连造船厂集团有限公司非船事业部的委托在工厂的生产


现场对该部为北方重工生产制造的储水罐项目:(1) 设备号为sp24001,图号为ksas106.00, 尺寸:Φ3.04×5.14,重量:24.568T,(2)设备号:sp25001,图号为:ksas107.00, 尺寸:Φ2.62×4.25,重量:10.659T, (3) 设备号为DBB25002,图号为ksas109.00, 尺寸:8.872×6.472×3.5,重量:33.783T,(4)设备号为DBB37002 图号为ksas112.00, 尺寸:8.872×6.472×3.5,重量:31.817T,(5)设备号为DBB37003 图号为ksas113.00, 尺寸:8.872×6.472×3.5,重量:31.817T等构件进行现场振动时效处理,其振动过程如下:
1、工件的支撑
为了使工件能够更好的振动,根据工件的几何形状,将储水罐立放于地面,用三枕木进行支撑。(每个枕木之间约成120度)
2、激振器的位置及激振力的选择
根据构件的几何形状,将激振器固定在法兰盘上(在两个支撑垫之间)比较利于振动能量的施加,附:激振器的位置如图,经开机试振、确定在四档时,所产生的振幅可以满足工件的时效要求。
3、拾振器的位置
经过试振可以看出,四档时所产生的振幅较大、且振动响应较好,各部位都振动较大,经观察后拾振器固定在激振电机斜上方的罐体中央偏下处比较合适。(附:拾振器位置图)
4、振动时效处理时间


动时采用自动的方式,振动处理时间(sp24001)为40分钟,
(sp25001)为30分钟,并自动绘制振动处理曲线。(附:参数曲线图)
5、振动时效处理效果分析
从(sp24001)的振动参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:2500rpm, 扫频终止:3200rpm, 振动时间:40分钟。振动时效前的转数:2757rpm ,经过40分钟的振动后,转数变成2762rpm ,也就是说频率左移了5rpm .振动时效前的振幅为3.7g , 经过40分.
钟振动后振幅变成了4.1g , 振幅升高了0.4g .
上述现象的产生是由于经过40分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化产生晶格滑移,受拘束的应力得以释放,应力被消除后振动阻尼变小导致共振频率变小,振幅升高。这也符合国家行业标准JB/T10375-2002(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法的6.1.条的c)之规定,工件已达到时效效果。
从(sp25001)的振动参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:3900rpm, 扫频终止:4300rpm, 振动时间:30分钟。振动时效前的转数:4076rpm ,经过30分钟的振动后,转数变成4081rpm ,也就是说频率右移了5rpm .振动时效前的振幅为9.9g , 经过30分.
钟振动后振幅变成了12.3g , 振幅升高了2.4g .
上述现象的产生是由于经过30分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化产生晶格滑移,受拘束的应力得以释放,应力被消
除后振动阻尼变小导致共振频率变小,振幅升高这也符合国家行业标准JB/T10375-2002(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法
的6.1条的c)之规定,工件已达到时效效果。
    从(DBB25002)的振动参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:2700rpm, 扫频终止:3100rpm, 振动时间:35分钟。振动时效前的转数:2687rpm ,经过35分钟的振动后,转数变成2669rpm ,也就是说频率左移了18rpm .振动时效前的振幅为4.7g , 经过40分钟振动后振幅变成了4.7g , .频率减小了18转。
上述现象的产生是由于经过35分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化产生晶格滑移,受拘束的应力得以释放,应力被消除后振动阻尼变小导致共振频率变小。这也符合国家行业标准JB/T10375-2002(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法的6.1条的c)之规定,工件已达到时效效果。
从(DBB37002)的振动参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:2500rpm, 扫频终止:3100rpm, 振动时间:35分钟。振动时效前的转数:2672rpm ,经过35分钟的振动后,转数变成2707rpm ,也就是说频率右移了35rpm .振动时效前的振幅为13.5g,
经过35分钟振动后振幅变成了8.6g , 振幅升高了4.9g .
上述现象的产生是由于经过35分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化产生晶格滑移,受拘束的应力得以释放,应力被消除后振动阻尼变小导致共振频率增大,振幅升高。这也符合国家行业标准JB/T10375-2002(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法的6.1条的c)之规定,工件已达到时效效果。
从(DBB37003)的振动参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:2600rpm, 扫频终止:3300rpm, 振动时间:30分钟。振动时效前的转数:2652rpm ,经过30分钟的振动后,转数变成2650rpm ,也就是说频率左移了2rpm .振动时效前的振幅为14.5g,
经过30分钟振动后振幅变成了14.8g , 振幅升高了0.2g .
 上述现象的产生是由于经过30分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化产生晶格滑移,受拘束的应力得以释放,应力被消除后振动阻尼变小导致共振频率变小,振幅升高。这也符合国家行业标准JB/T10375-2002(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法的6.1条的c)之规定,工件已达到时效效果。
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