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振动时效工艺在大口径焊接阀门上的应用

分类:消除残余应力    关键词:振动时效

消除焊接残余应力的常规方法是热处理,但对于大口径焊接阀门明显不适用,为此厂家需要寻找新的方法替代。经过多次研究讨论后,决定采用振动时效工艺消除阀门残余应力。本文以DN1200阀体为例,下面就是振动时效过程介绍。

阀体尺寸及使用设备介绍

阀门口径为100-400mm,阀体材质为Q235,重量257kg,长度1510mm,宽度1375mm,高度470mm。设备采用聚航科技生产的JH-700A智能频谱交流振动时效设备,采用高速变频伺服电机,激振力大,适用于高刚性和高固有频率零件的应力消除。

振动时效工艺流程

1.准备阶段

工件的要求:(1)表面无异物。2焊接后,机加工前进行。

工件摆放:为了找到合理的激振装卡位置,首先应将阀体用垫块(硬橡胶件)。激振器摆放的位置在两个垫块之间。其目的是垫块所在位置不易振动即波节所在位置,为了使阀体获得最大振动能量,因此应将激振器放于两垫块之间。

2.频率的扫描

为了找到阀体的固有频率特性,确定激振频率,首先用激振器进行次频率扫描,通过扫描得到频率特性曲线。

3.确定亚共振区

经扫描后该阀体的共振频率为1450转/分。根据输出功率最大为亚共振区的道理,将频率由1450转/分逐渐下调,直到达到输出功率最大,此时的频率为1430转/分,这就是我们确定的亚共振区。

4.具体操作

根据多次实践表明,DN1200阀体激振频率为f=1430转/分,时间为t=20分。激振器的偏心为三档。摆放方式如上述所说,即可进行振动时效处理。在此,由于支点所在位置是波节,并且在阀体上也存在因支点所在位置影响而产生周期性的波节。波节处因振动性差,所以还要对波节外再进行一次激振,此次激振只需将激振器放在第一次波节处,垫块放在第一次波峰处,重复第一次操作即可。

5.验证

为了判定振动时效工艺效果,我们采用振动参数曲线判断法和盲孔法残余应力检测两种判定方法。残余应力检测仪显示消除应力为72%,激振后阀体的固有频率为1427转/分,这也说明了振动时效后,金属的位错缺陷减少。弹性增强,频率降低的道理,并符合JB/T5926-91标准。

结论

实践证明,振动时效在大口径焊接阀门上的应用是可行的,这一方法可有效的替代传统时效处理,具有广泛的推广价值。


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