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大连大工振动时效科技有限公司
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10万吨钢基板振动时效******应力报告
发布人：发布时间：2014-06-24
10万吨船台滚珠滑道钢基板振动时效处理
一、前 言
大连新船重工有限责任公司生产的焊接件—10万吨船台滚珠滑道钢基板，在以往的生产中未采用任何时效工艺******钢基板焊缝处的残余应力，控制变形。在钢基板使用过程中发现沿钢基板横向产生了较大的变形，为了******钢基板焊缝处的残余应力，控制变形，公司生产部门提出了采用振动时效工艺******焊接残余应力的计划。根据厂方提出的计划，结合具体情况，本室采用振动时效技术对钢基板焊缝处进行了处理。
二、振动时效技术的作用及原理
1、振动时效的技术作用
振动******应力技术（又称振动时效技术），在我国已应用20个年头，全国已有1500多家企业在应用，应用的范围相当广泛，有机床、重型机械、冶金设备、造船、航天、铁路、化工机械、汽车制造、核工业等机械构件都可以采用振动时效来******应力，代替原热时效工艺。其技术作用为：
①降低铸件内应力20%以上，降低焊接构件内应力30%以上（这是国家机械行业标准JB/T10375-2002中规定的******值）。
②防止或减少铸件、焊接构件等的变形，以保持精度。
③减少或延缓构件在使用中产生裂纹。
④提高焊接构件疲劳寿命40%以上。
2、关于振动时效******应力的原理
近二十多年来，国内外出现了“振动处理技术”用来调整金属构件内的残余应力，以代替热处理技术，它属于机械作用法。这种新技术在国外被称做“Vibratory Stress Relief Method”（简称VSR）。由于这种方法可以降低或均化金属构件内的残余应力，因此可以提高构件的使用强度，减少变形，可以防止或减少由于热处理和焊接产生的微观裂纹。特别是在节省能源、处理时间上具有明显效果，因此被许多国家大量使用。
振动******应力实际上就是用周期的动应力叠加，使局部产生塑性变形而释放应力。振动处理时，通过激振器对被处理金属构件施加一交变应力，如果交变应力幅与被处理的金属构件上某些点所存在的残余应力之和达到材料的屈服极限时，这些点将产生晶格滑移，尽管宏观上没有达到屈服极限，也同样会产生微观的塑性变形，而且这种塑性变形往往是首先发生在残余应力******的点上，使这些点受约束的变形得以释放从而降低了残余应力。这就是振动时效******残余应力的机理。即 σ动+σ残>σs
式中：σ动——施加在被处理件上的周期动应力。
σ残——被处理件中的残余应力。
σs ——被处理件材料的屈服极限。
根据上述机理和大量实践，表明振动时效的一个突出特点是：高应力降低的比例大，特别是应力集中处，残余应力降低快。
由于振动时效的上述作用，使该项技术得到厂矿企业和国家的重视和认可，1991年制定了国家行业标准JB/T5928.91（现实行JB/T10375-2002），并在1993年被国家科委批准为“*********科技成果重点推广计划”项目，在全国普遍推广。在冶金行业，本钢和鞍钢在转炉壳体和托圈上应用***早，******次振动时效处理的壳体至今还在应用，为企业节省大量资金。可以说，实践证明振动时效在冶金构件上的应用，优于原先采用的喷油热时效。
三、钢基板振动时效处理
1、10万吨船台滚珠滑道钢基板基本参数 10m板：每块重量5,490kg。
2、振动时效工艺参数的选择
经多次反复试振，确定工艺参数如下：
图1：处理现场布置图
1．支承方式：钢基板底部用橡胶垫支承。
2．激振点：根据钢基板的结构形式，激振器安装在钢基板上边缘，用卡具卡住。
3．拾振位置：拾振器安装在钢基板上部。
4．激振器偏心：
①智能振动时效2000型设备，偏心为“2档”。
5．激振频率：通过扫频由设备自动选择共振峰，处理时可由加速度辐值来控制。
6．处理时间： 30分钟左右。
3、振动处理监测曲线与分析
各钢基板焊接件在振动处理时给出了2条典型件的监测曲线（见附图）。
根据JB/T10375-2002机械行业标准的规定，监测曲线中出现下述三种情况之一，即认为振动处理达到了效果：
其一，时间振幅曲线[G（T）]，随着时间在发生变化，即上升型、下降型均可（可由曲线指示或数字显示读数均可）。
其二，幅频特性曲线的对比，振后曲线峰值升高。
其三，幅频特性曲线的对比，振后曲线峰线左移即频率下降（可由曲线观察或上面数字显示看出）。
根据上述有关规定，观察我们对各钢基板焊接件处理时获得的2条典型件曲线图，可以看出：
各钢基板焊接件处理曲线图上时间－振幅曲线[G（T）]，均呈上升型，峰点的频率均左移。
四、结论与分析：
1、振动曲线分析
根据曲线分析不难看出，每件钢基板焊接件处理曲线均符合国家机械行业标准JB/T10375-2002中的有关规定，因此可以认为各钢基板在******焊接应力上达到了要求。
2、结论：
钢基板采用振动时效工艺在******应力上是合格的，达到了国家标准。
附图： 1
