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振动时效消除压力机焊接机身残余应力的应用

发布时间:2021-09-14    点击次数:次   

大型焊件残余应力严重影响工件尺寸精度,通过JH振动时效设备在压力机焊接机身上的试验及应用,说明该技术在消除焊件残余应力中得到明显成效。

某厂生产的开式固定台压力机焊接机身在焊接过程中会产生较大的残余应力,加工后工件容易变形,必须对焊接后的机身进行消除残余应力处理。
该厂使用常州华帜生产的JH振动时效设备对压力机焊接机身做了相关实验以验证振动时效的效果。

1、支撑及设备安装

由于该机型机身长宽厚比例差别不大,结构复杂,属于长方形类工件,经过多次试验采用铺沙法分析工件的振型,最后确定装夹方式为:工件卧倒平放,采用橡胶垫四点支承,橡胶垫距两端大约2/9~3/9处,激振器放在长度方向靠机身底座一端,传感器放在对角。

2、振前扫描

JH振动时效设备安装完毕后先进行振前扫描,并打印振前加速度-转速(g-n)曲线,如果未出现振峰,可调整激振器偏心位置,并进行再次扫描。
打印结果图中出现两个共振峰,我们把频率低振幅大的第一个共振频率作为主振频率。

3、振动处理

振动频率一般选择在共振峰前沿,即工件的亚共振区,一般确定在共振高峰的1/3~2/3所对应的频率范围内。
鉴于该工件刚性较大,选择共振峰值2/3处来确定振动频率为4341r/min,振动处理28min,g-t曲线稳定变平后,调整振动频率,对第二共振峰进行时效,振动频率为5314r/min,8min后g-t曲线变化后趋于平稳。

4、振后扫描

振动时效处理完成后,定速2000r/min,进行振后扫描,打印出振后g-n曲线,从显示屏上可以看出振动前后曲线变化情况,打印纸上打印出振后参数。

振动时效数据可以看出,振后g-n曲线较振前峰值频率左移(4440r/min左移至4331r/min,5357r/min左移至5343r/min),振后比振前的峰值升高,根据《振动时效工艺参数选择及技术要求》中判定,振动时效完成。

5、残余应力的测试

为了验证振动时效效果,我们选取5个关键点进行了应力测试,测点主要设在受力较大和刚度变化较大部位的焊缝上,测试分别在振动时效前后进行,经过振动时效后,残余应力显着降低,平均消除率达39.4%,从而说明该机身通过振动时效已取得了较好的消除应力效果。

通过振动时效实验及应力测试,参照有关振动时效处理标准,证明JH振动时效设备在降低压力机机身残余应力方面,是一种行之有效的工艺方法。
使用振动时效技术处理的焊接机身产品加工中未发现构架变形影响尺寸精度的情况,生产周期明显缩短,产量得到提升。


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