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圆板钢结构的振动时效去应力处理

分类:消除残余应力    关键词:振动时效

某军工结构件直径约6000mm,板厚20mm,重约8t。主体由三块钢板拼焊而成,上面有若干筋板。焊后*大的残余应力达460MPa,残余变形达30mm,而工艺要求焊后残余变形不得大于10mm。为了消除残余变形,确保尺寸精度,首先制作一个直径6000mm的钢圈,将主体板结构压平并焊牢。使其残余变形转化为内应力,然后使用JH振动时效设备进行残余应力消除。

振动时效的原理是将工件在固有频率下进行数十分钟的振动,以振动的形式对工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过金属材料的屈服强度时,在工件内部发生微观和宏观塑性变形,使其残余应力降低和均化。

我们以A处作为主振点,在一阶频率附近振动30min,以B、C位为辅振点,在二阶频率附近各振15min。然后取下钢圈,残余变形*大为9mm,满足了工艺要求。使用JH振动时效设备残余应力消除效果较好,应力值平均下降了52%,应力*差也由原来的403MPa下降到180MPa,由此可见,振动时效处理不但可以降低残余应力,消除残余变形,还可以使其应力均化,稳定结构尺寸。

振动时效法适用于对单件结构作整体应力处理,具有良好的综合性能,不仅能降低残余应力,减少残余变形,且能使应力均化,对稳定结构尺寸非常有利。相对于传统的热处理方法还具备投资少、处理周期短、使用方便,节能环保等优点。


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