振動時效在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用--濟南九工機電

已廣泛應(yīng)用于機床、起重運輸、冶金、紡織、礦山、造紙、造船、化工等制造業(yè)，也滲入到核工業(yè)（核反應(yīng)堆內(nèi)構(gòu)件、核聚變設(shè)備）、磁懸浮交通、宇航等高尖領(lǐng)域。幾個典型焊接構(gòu)件振動時效的效果分析見表4。

表4典例皆應(yīng)用功率不大于2KW的振動時效設(shè)備，對一個構(gòu)件的處理時間一般為20－45分鐘，結(jié)果表明：振動時效的消應(yīng)力效果為20－50％；盡管振動時效不具備去氫和恢復(fù)塑性的功能，但從尺寸穩(wěn)定性比較，已達到和超過熱時效的水平，振動時效是一種以消應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性為目標(biāo)的替代熱時效的*工藝。盡管目前振動時效在建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用尚少，但根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的載荷特點與施工要求，振動時效有可能成為今后建筑鋼結(jié)構(gòu)消應(yīng)力的主流工藝之一。振動時效在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用--濟南九工機電

2.4 振動焊接（VW or VCW）

振動焊接又稱振動調(diào)制焊接、隨焊振動，是目前國內(nèi)外正在研發(fā)的新技術(shù)；在振動時效標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，已確認為可與振動時效組合的工藝之一[1]。其不改變原有的焊接工藝；在焊接過程，通過一個幾百瓦的小激振器對構(gòu)件注入頻率和振幅可控的振動，即形成振動焊接。這種限幅的振動，勢必對焊接熔池和熱影響區(qū)產(chǎn)生一定的作用：

⑴ 當(dāng)焊縫金屬在熔融狀態(tài)下，由于振動使氣泡、雜質(zhì)等容易上浮、排除。 ⑵ 在結(jié)晶過程振動可細化晶粒，使焊縫的力學(xué)性能得到提高。

⑶ 溫度大于600℃的區(qū)域，材料在強度逐步恢復(fù)的冷卻過程中，伴隨振動的熱塑性變形，使逐步形成的焊接殘余應(yīng)力得到降低和均化，可減少焊接變形及焊接裂紋的形成。

表5是對BB503厚板(90mm)電渣焊采用振動焊接的應(yīng)力測量結(jié)果。BB503材料的屈服強度為295－315Mpa，試驗表明：采用振動焊接（VW）或復(fù)合振動焊接（VSR+VW）可明顯降低殘余應(yīng)力水平，且接頭性能優(yōu)化，如：側(cè)彎合格率也由原25％上升為75-100％。對Q235材料焊接的H型輕鋼（H900X200X6/8，長6m）的試驗表明，振動焊接可使焊接變形下降21-32％。

表5 BB503厚板振動焊接的殘余應(yīng)力測量結(jié)果振動時效在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用--濟南九工機電

工藝 zui大主應(yīng)力 zui小主應(yīng)力 縱向應(yīng)力 橫向應(yīng)力

0.6gVW 極值 209 -92 206 85

平均值 117 -16 109 -8

0.3gVW＋0.6gVSR 極值 81 -121 64 24

平均值 37 -47 28 -39

國內(nèi)外的研究和實驗都表明，振動焊接工藝經(jīng)濟、簡便、，特別是可以在大型焊接鋼結(jié)構(gòu)上實施，振動焊接在降低焊縫殘余應(yīng)力、減少工件變形、提高結(jié)構(gòu)疲勞壽命、提高接頭力學(xué)性能，即全面提高焊縫質(zhì)量方面有顯著作用?；谡駝雍附拥膬?yōu)點，在我國重大工程中，對一些采用熱時效工藝有困難的結(jié)構(gòu)，已開

始試驗振動焊接工藝，包括核聚變試驗裝置、大厚壁高爐爐體、大直徑閥體等。若能加強振動焊接在建筑鋼結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用試驗和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，振動焊接很可能成為補充、替代傳統(tǒng)熱時效的又一重要工藝。振動時效在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用--濟南九工機電