JH振動時效設備已經(jīng)應用在大平臺工程中消除焊接接頭焊接殘余應力,且去應力效果顯著,受某船廠委托,南京聚航科技有限公司對船體進行了振動時效處理,采用JH振動時效設備消除船體焊縫焊接殘余應力,并對處理效果進行了測試。
南京聚航科技有限公司對該公司生產(chǎn)的焊接結構件船體分段進行了振動時效(振動消除應力技術)處理。經(jīng)過處理焊接殘余應力得到了不同程度的消除,基本上達到要求。
1、振動時效工藝參數(shù)的選擇
根據(jù)船體分段結構的特點,及多次反復試振,確定工藝參數(shù)如下:
(1)支承方式:底部四點支承,由于本次處理受現(xiàn)場條件約束,用建造墩支承。
(2)激振點:激振器安裝在筋板平面上,用卡具卡緊。
(3)拾振位置:底板端部平面處。
(4)激振頻率:通過掃頻可見在JH振動時效設備最大頻率范圍內有兩個共振峰,在2855轉/分和3195 轉/分左右,處理時可由加速度輻值來控制。
(5)處理時間:20~30分鐘。
2、振動時效處理監(jiān)測曲線與分析
船體在振動時效處理時給出了監(jiān)測曲線,根據(jù)機械行業(yè)標準的規(guī)定,振動時效過程中實時打印的a-t曲線的變化及a-n曲線振動前后的變化對比振動時效的實際效果。其中a表示加速度,n表示電機轉數(shù),t表示時間。監(jiān)測曲線中出現(xiàn)下述情況之一,即認為振動時效處理達到了效果:
a-t曲線上升后變平;
a-t曲線上升后下降,最終變平;
a-n曲線振后共振峰發(fā)生了單項特征或組合特征的變化(出現(xiàn)振幅升高、降低、左移、右移);
a-n曲線振動變得簡潔而平滑;
a-n曲線振后出現(xiàn)低幅振峰增值現(xiàn)象;
根據(jù)上述有關規(guī)定,觀察我們對船體分段處理時獲得的曲線圖,可以看出: 船體分段的曲線圖上時間振幅曲線,呈下降型,峰值升高0.2g,峰點的頻率從3195轉/分變到3130轉/分,下降65轉/分,由此可以得出結論,本次處理是有效果的。
3、船體焊縫殘余應力測試
為了檢測振動時效在消除應力方面的效果,在使用JH振動時效設備進行振動處理前、后,分別在船體分段合攏的焊縫與底板對接焊縫處選擇了6點進行殘余應力的檢測。
從數(shù)據(jù)中可以看出,振動處理前平行焊縫平均主應力σ1為269.65MPa,而振動處理后主應力σ1為166.86MPa,消除率為38.12%,達到標準要求。垂直焊縫的平均主應力σ2為122.09MPa,而振動處理后的應力σ2為76.93MPa,消除率為36.99%,也達到了國家標準。因此這次振動時效消除焊接殘余應力處理是合格的。
4、結論與分析
1.從船體分段的曲線圖上時間振幅曲線可以得出結論,本次處理是有效果的。
2.從焊縫殘余應力測量結果可以看出,振動處理前振動處理后殘余應力消除率為38.12%,達到標準要求,且應力均化程度較好。因此這次振動時效消除焊接殘余應力處理是合格的。
3.從船體分段的振動時效處理過程與效果來看:船體分段的振動時效處理效果不錯,達到了消除焊接殘余應力的目的。
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