整理JBT10372002焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求

1、JB/T10375-2002焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求jb/t10375-2002焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求2002-12-27發(fā)布2003-4-1實(shí)施1焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇、技術(shù)要求和振動(dòng)時(shí)效效果的評(píng)定方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金熔化焊焊接構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而

2、，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。jb/t5925.2機(jī)械式振動(dòng)時(shí)效裝置技術(shù)條件3術(shù)語(yǔ)、符號(hào)3.1 激振點(diǎn)excitingpoint振動(dòng)時(shí)效時(shí)給構(gòu)件的施力點(diǎn)稱為激振點(diǎn)。3.2 支撐點(diǎn)supportpoint為了對(duì)構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效而選擇的支撐構(gòu)件的位置。3.3 動(dòng)應(yīng)力dynamicstress激振力引起構(gòu)件諧振響應(yīng)時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為動(dòng)應(yīng)力。矢量，符號(hào)為od偏彳1）,單位為（mpa）。3.4 共振resonance當(dāng)激振力提供的周期性激振力的頻率與系統(tǒng)固有頻率接近或相等時(shí)，構(gòu)件的振幅急劇增大的現(xiàn)象為共振。3.5

3、振型vibrationmode共振時(shí)，構(gòu)件表面上所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的包絡(luò)線（面），即為振型，包括彎曲、扭轉(zhuǎn)、扭曲、鐘振型和鼓振型。3.6 節(jié)點(diǎn)（節(jié)線）node,nodeline振動(dòng)時(shí)效時(shí)，構(gòu)件振幅最小處稱為節(jié)點(diǎn)（節(jié)線）。3.7 主振頻率principalvibrationfrequency在激振裝置的頻率范圍內(nèi)，引起構(gòu)件諧振響應(yīng)的頻率中，頻率低、位移幅大的頻率稱為主振頻率。3.8 附振頻率additionalvibrationfrequency除主振頻率以外的其他頻率。3.9 掃頻frequencysweep固定偏心，將激振力的頻率由小調(diào)大的過(guò)程，稱為掃頻。3.10 掃頻曲線thecurve隨著頻率

4、的變化，構(gòu)件振動(dòng)響應(yīng)發(fā)生變化，反映振動(dòng)響應(yīng)與頻率之間的關(guān)系曲線稱為掃頻曲線。如af稱為振幅一頻率曲線，af稱為加速度一頻率曲線；而振動(dòng)時(shí)效裝置繪制的是加速度一轉(zhuǎn)速(an)曲線。其中：a表示振幅；a表示加速度；f表示頻率；n表示電機(jī)轉(zhuǎn)速。3.11 時(shí)效曲線agingcurve在確定的振動(dòng)頻率和激振力下，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)處理所得到的加速度一時(shí)間曲線，其標(biāo)記為a-to其中：a表示加速度；t表水時(shí)間。3.12 振動(dòng)焊接vibratorywelding在小激振力作用和亞共振頻率下，引起構(gòu)件微小諧振的同時(shí)，進(jìn)行焊接的工藝操作過(guò)程。3.13頻率分析frequencyanalysis用激振器對(duì)工件做間隙式施振，

5、獲取工件頻率分布的過(guò)程。4振動(dòng)時(shí)效裝置的選擇進(jìn)行焊接構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)，所使用的振動(dòng)時(shí)效裝置應(yīng)符合jb/t5925.2的要求，并具備下述功能：一穩(wěn)速精度可保證控制在+1r/min以內(nèi)；一可以在線或最終繪出完整而細(xì)密的掃頻曲線以及多條加速度時(shí)間曲線；一加速度測(cè)量系統(tǒng)可以是振動(dòng)時(shí)效裝置的附屬部分，也可以是一個(gè)單獨(dú)的測(cè)量?jī)x。5工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求5.1 參數(shù)確定準(zhǔn)則一般情況下，振動(dòng)參數(shù)應(yīng)在針對(duì)具體焊接構(gòu)件的工況條件，分析并判斷出構(gòu)件在激振頻率范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的振型基礎(chǔ)上確定。對(duì)重要構(gòu)件或關(guān)鍵構(gòu)件，可做實(shí)際邊界條件下的動(dòng)應(yīng)力有限元分析，求解出結(jié)構(gòu)件在一定范圍內(nèi)(16hz200hz)的固有頻率和振型，

6、以確定支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)的位置。5.2 直接振動(dòng)構(gòu)件在激振頻率范圍內(nèi)，如能激起響應(yīng)，可以直接振動(dòng)。5.2.1 構(gòu)件的支撐對(duì)于可以直接振動(dòng)的構(gòu)件，可根據(jù)分析、判斷出的振型，在節(jié)點(diǎn)處放置彈性支撐。支撐點(diǎn)可為二點(diǎn)、三點(diǎn)或四點(diǎn)。特殊構(gòu)件的支撐應(yīng)以平穩(wěn)為準(zhǔn)。5.2.2 激振器的固定激振器應(yīng)剛性地固定在主振頻率共振振型的波峰處或附近，固定處應(yīng)當(dāng)平整。5.2.3 拾振器的固定拾振器應(yīng)固定在遠(yuǎn)離激振器且能反映主振頻率振型最大振幅處或附近，其方向應(yīng)與振動(dòng)方向一致。5.3 非直接振動(dòng)對(duì)于無(wú)法直接振動(dòng)的構(gòu)件，應(yīng)采取降頻措施。主要的降頻措施包括：懸臂、串聯(lián)和組合等方法。5.3.1懸臂振動(dòng)懸臂振動(dòng)是將構(gòu)件的一端剛性

7、固定，激振器設(shè)置在另一端所進(jìn)行的振動(dòng)處理方法。5.4 5.3.2串聯(lián)振動(dòng)串聯(lián)振動(dòng)是將兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件沿長(zhǎng)度方向剛性連接，組成一個(gè)新的振動(dòng)系統(tǒng)，并對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)處理。支撐點(diǎn)、激振器及拾振器的設(shè)置與直接振動(dòng)時(shí)相同。5.5 .3組合振動(dòng)組合振動(dòng)是將多個(gè)構(gòu)件裝卡在振動(dòng)平臺(tái)上，按平臺(tái)的振型確定支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)。5.4構(gòu)件的試振5.4.1 通則對(duì)其他材質(zhì)焊接構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行類似材料及工藝的評(píng)定。缺陷尺寸超出規(guī)定限值的焊接構(gòu)件或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的焊接構(gòu)件不允許進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。5.4.2 激振器偏心設(shè)置激振器偏心擋位的選擇應(yīng)當(dāng)滿足保證構(gòu)件產(chǎn)生合適振幅且裝置輸出載荷不超過(guò)額定載荷的70%。5

8、.4.3 動(dòng)應(yīng)力方向進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí)，動(dòng)應(yīng)力方向應(yīng)與構(gòu)件主要焊縫的最大主應(yīng)力方向相同或相近。5.4.4 固有頻率工件的固有頻率可以采用全程掃頻的方法獲得，也可通過(guò)頻率分析方法獲得。在尋找到處理頻率之后，在亞共振區(qū)內(nèi)選擇其振動(dòng)峰峰值1/32/3處對(duì)應(yīng)的頻率開(kāi)始振動(dòng)工件。全程掃頻時(shí)，應(yīng)根據(jù)尋找出的諧振峰確定主、附頻率，按主振頻率的振型調(diào)整支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)。采用頻率分析方法時(shí)，可用激振器對(duì)工件做間隙式施振從而獲得工件的固有頻率，并在多振型原則下，進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化選擇最佳頻率組。5.4.5 動(dòng)應(yīng)力動(dòng)應(yīng)力幅值應(yīng)達(dá)到構(gòu)件工作應(yīng)力的1/32/3。動(dòng)應(yīng)力可按下式估算：（Tlh（TS）/3（Td（Tb/3（球中

9、：（Td為動(dòng)應(yīng)力幅值；S為材料的屈服強(qiáng)度；（7b為材料的抗拉強(qiáng)度。動(dòng)應(yīng)力幅值控制與構(gòu)件的應(yīng)力集中情況有關(guān)，當(dāng)構(gòu)件幾何形狀均勻、接頭應(yīng)力集中系數(shù)較小時(shí)，動(dòng)應(yīng)力可取上限值（rb/3）；當(dāng)構(gòu)件幾何形狀不均勻、接頭應(yīng)力集中系數(shù)較大時(shí)，動(dòng)應(yīng)力可取下限值（Tlhbs）/3。5.4.6振動(dòng)時(shí)間一般情況下，焊接構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效由如下三個(gè)階段組成：一開(kāi)始階段（開(kāi)始振動(dòng)的約2min3min）:主要參數(shù)變化很快，構(gòu)件的殘余應(yīng)力亦隨之變化很快；一中間階段：參數(shù)和應(yīng)力變化趨緩；一結(jié)束階段（最后的約2min3min）:參數(shù)和殘余應(yīng)力基本上沒(méi)有變化。根據(jù)焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效的規(guī)律及特點(diǎn)，振動(dòng)時(shí)效的時(shí)間一般控制在10min45mi

10、n為宜。對(duì)于剛度較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的構(gòu)件而言，其振動(dòng)時(shí)效所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。5.5構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效需要進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效的構(gòu)件應(yīng)按自動(dòng)或預(yù)定參數(shù)完成主振和附振，并在線或最終打印下述曲線：一振刖an曲線；一振中a-t曲線（需要多階諧振時(shí)，應(yīng)打印出相應(yīng)數(shù)量的a-t曲線）；一振后an曲線。對(duì)于剛度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊接構(gòu)件可考慮做多點(diǎn)多次振動(dòng)，但累積時(shí)間不得超過(guò)45min。振動(dòng)焊接技術(shù)可用于構(gòu)件的焊接修復(fù)，具體工藝應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件合理確定。5.6振動(dòng)時(shí)效的工藝文件對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí)，應(yīng)由技術(shù)人員編制并下達(dá)相應(yīng)的振動(dòng)時(shí)效工藝卡。操作人員在完成振動(dòng)時(shí)效操作后，應(yīng)及時(shí)填寫(xiě)相應(yīng)的操作記錄卡。振動(dòng)時(shí)效工藝文件應(yīng)按有關(guān)

11、規(guī)定管理、存檔。6振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)定方法6.1參數(shù)曲線觀測(cè)法可根據(jù)振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中實(shí)時(shí)打印的a-t曲線的變化及a-n曲線振動(dòng)前后的變化評(píng)估振動(dòng)時(shí)效的實(shí)際效果。出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可判定振動(dòng)時(shí)效有效：一a-t曲線上升后變平；一a-t曲線上升后下降，最終變平；一a-n曲線振后共振峰發(fā)生了單項(xiàng)特征或組合特征的變化（出現(xiàn)振幅升高、降低、左移、右移）；一a-n曲線振后變得簡(jiǎn)潔而平滑；a-n曲線振后出現(xiàn)低幅振峰增值現(xiàn)象。6.2實(shí)測(cè)法6.2.1 殘余應(yīng)力測(cè)試法推薦使用盲孔松弛法，也可使用x射線衍射法或在條件許可時(shí)使用磁性法。采用盲孔法測(cè)試時(shí)，測(cè)試點(diǎn)處材料厚度應(yīng)大于鉆孔直徑的4倍。每個(gè)構(gòu)件可選擇23條主焊縫。每

12、條主要焊縫的測(cè)試點(diǎn)不得少于3個(gè)。測(cè)試點(diǎn)應(yīng)布置在焊縫中心或焊縫根部。用振前和振后的應(yīng)力平均值計(jì)算應(yīng)力降低率，降低率應(yīng)大于30%。用振前和振后的最大與最小應(yīng)力差衡量應(yīng)力的均勻化程度，振動(dòng)后的計(jì)算值應(yīng)小于振動(dòng)前的計(jì)算值。最大及最小應(yīng)力一般應(yīng)以焊縫的主應(yīng)力或縱向應(yīng)力為準(zhǔn)。6.2.2 尺寸精度穩(wěn)定性測(cè)試以尺寸穩(wěn)定為主要目的而進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理的焊接構(gòu)件，振動(dòng)后應(yīng)進(jìn)行尺寸測(cè)試。尺寸測(cè)試具體方法如下：一振后尺寸測(cè)試：一加工后尺寸測(cè)試；一長(zhǎng)期放置，定期進(jìn)行尺寸測(cè)試。如放置15天后做第一次測(cè)試，放置30天后做第二次測(cè)試，以后每30天測(cè)試一次，總放置時(shí)間在半年以上；一在動(dòng)載情況下測(cè)試（具體時(shí)間間隔參照上述款項(xiàng)）。所

13、有的測(cè)試結(jié)果應(yīng)當(dāng)滿足要求。jb/t附錄a（資料性附錄）振動(dòng)時(shí)效工藝的應(yīng)用說(shuō)明a.1其他類型焊接結(jié)構(gòu)的振動(dòng)時(shí)效雖然本標(biāo)準(zhǔn)限定了振動(dòng)時(shí)效的適用范圍，但其他類型的接頭或結(jié)構(gòu)（如：采用低匹配接頭的釬焊、擴(kuò)散焊焊接構(gòu)件）也可參照本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。a.2焊接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效工藝的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選用應(yīng)力集中系數(shù)小的接頭型式，應(yīng)力集中系數(shù)一般不大于2.8。采用應(yīng)力集中明顯的焊接接頭設(shè)計(jì)，如點(diǎn)焊、塞焊、搭接焊及非全焊透等焊接構(gòu)件，應(yīng)按其應(yīng)力集中系數(shù)增大倍率來(lái)限制最大動(dòng)應(yīng)力幅值。a.3構(gòu)件的運(yùn)行特征由于振動(dòng)時(shí)效無(wú)去氫及恢復(fù)材料塑性的功能，對(duì)有抗脆斷要求的焊接構(gòu)件，不建議把振動(dòng)時(shí)效作為最終的時(shí)效

14、工藝。a.4振動(dòng)時(shí)效與其它工藝的組合對(duì)加工周期較長(zhǎng)，且殘余應(yīng)力對(duì)加工質(zhì)量有影響的焊接構(gòu)件，當(dāng)振動(dòng)時(shí)效不能完全滿足消應(yīng)力要求時(shí),可將振動(dòng)時(shí)效作為復(fù)合工藝之一：隨振焊接+振動(dòng)時(shí)效；振動(dòng)時(shí)效+熱時(shí)效；振動(dòng)時(shí)效+焊縫錘擊或焊縫超聲沖擊。a.5構(gòu)件的振動(dòng)矯形變形超標(biāo)的構(gòu)件應(yīng)先矯形到位后再進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效，特殊情況下再考慮采用振動(dòng)矯形。用預(yù)應(yīng)力或用輔助工裝將焊接構(gòu)件做強(qiáng)制整形或反變形拘束后，對(duì)由構(gòu)件和工裝組成的系統(tǒng)做振動(dòng)時(shí)效處理，以期通過(guò)增加局部材料蠕變速度，減少焊接變形的一種工藝。具預(yù)應(yīng)力及反變形量的給定應(yīng)考慮在振動(dòng)工藝結(jié)束和預(yù)應(yīng)力或輔助工裝去除后必然出現(xiàn)的彈性回彈，以及局部拉應(yīng)力增大給構(gòu)件帶來(lái)的不利影響。a.6振動(dòng)時(shí)效的工藝評(píng)定振動(dòng)時(shí)效工藝評(píng)定是針對(duì)已確定采用振動(dòng)時(shí)效工藝的重要焊接構(gòu)件及批量生產(chǎn)構(gòu)件，應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)建立正確的振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)范、質(zhì)量保證檢驗(yàn)規(guī)定及相關(guān)技術(shù)文件的重要試驗(yàn)措施。通過(guò)評(píng)定確定相應(yīng)的振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程。振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程一般應(yīng)包括：適合該構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備規(guī)格型號(hào)、振動(dòng)工藝參數(shù)、實(shí)際打印量及內(nèi)容、測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)量方向、測(cè)量技術(shù)、抽檢項(xiàng)目及抽檢比例等內(nèi)容。振