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振動時效消除壓力機焊接機身殘余應力的應用

發布時間:2021-09-14    點擊次數:次   

大型焊件殘余應力嚴重影響工件尺寸精度,通過JH振動時效設備在壓力機焊接機身上的試驗及應用,說明該技術在消除焊件殘余應力中得到明顯成效。

某廠生產的開式固定臺壓力機焊接機身在焊接過程中會產生較大的殘余應力,加工后工件容易變形,必須對焊接后的機身進行消除殘余應力處理。
該廠使用常州華幟生產的JH振動時效設備對壓力機焊接機身做了相關實驗以驗證振動時效的效果。

1、支撐及設備安裝

由于該機型機身長寬厚比例差別不大,結構復雜,屬于長方形類工件,經過多次試驗采用鋪沙法分析工件的振型,最后確定裝夾方式為:工件臥倒平放,采用橡膠墊四點支承,橡膠墊距兩端大約2/9~3/9處,激振器放在長度方向靠機身底座一端,傳感器放在對角。

2、振前掃描

JH振動時效設備安裝完畢后先進行振前掃描,并打印振前加速度-轉速(g-n)曲線,如果未出現振峰,可調整激振器偏心位置,并進行再次掃描。
打印結果圖中出現兩個共振峰,我們把頻率低振幅大的第一個共振頻率作為主振頻率。

3、振動處理

振動頻率一般選擇在共振峰前沿,即工件的亞共振區,一般確定在共振高峰的1/3~2/3所對應的頻率范圍內。
鑒于該工件剛性較大,選擇共振峰值2/3處來確定振動頻率為4341r/min,振動處理28min,g-t曲線穩定變平后,調整振動頻率,對第二共振峰進行時效,振動頻率為5314r/min,8min后g-t曲線變化后趨于平穩。

4、振后掃描

振動時效處理完成后,定速2000r/min,進行振后掃描,打印出振后g-n曲線,從顯示屏上可以看出振動前后曲線變化情況,打印紙上打印出振后參數。

振動時效數據可以看出,振后g-n曲線較振前峰值頻率左移(4440r/min左移至4331r/min,5357r/min左移至5343r/min),振后比振前的峰值升高,根據《振動時效工藝參數選擇及技術要求》中判定,振動時效完成。

5、殘余應力的測試

為了驗證振動時效效果,我們選取5個關鍵點進行了應力測試,測點主要設在受力較大和剛度變化較大部位的焊縫上,測試分別在振動時效前后進行,經過振動時效后,殘余應力顯著降低,平均消除率達39.4%,從而說明該機身通過振動時效已取得了較好的消除應力效果。

通過振動時效實驗及應力測試,參照有關振動時效處理標準,證明JH振動時效設備在降低壓力機機身殘余應力方面,是一種行之有效的工藝方法。
使用振動時效技術處理的焊接機身產品加工中未發現構架變形影響尺寸精度的情況,生產周期明顯縮短,產量得到提升。


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