整理JBT10372002焊接構(gòu)件振動時(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)件振動時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求焊接構(gòu)件振動時(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)件振動時(shí)效工藝參數(shù)選擇、技術(shù)要求和振動時(shí)效效果的評定方法。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)件的振動時(shí)效處理。2規(guī)范性引用文件凡是注日期的引F列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。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)

2、，然而，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jb/t5925.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)。2機(jī)械式振動時(shí)效裝置技術(shù)條件3術(shù)語、符號3.1激振點(diǎn)excit ing point振動時(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)support point為了對構(gòu)件進(jìn)行振動時(shí)效而選擇的支撐構(gòu)件的位置。3.3動應(yīng)力dyn amic stress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)力稱為動應(yīng)力。矢量，符號為（T d幅值），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、。3.5振型vibration mode共振時(shí)，構(gòu)件表面上所有質(zhì)點(diǎn)振動的包絡(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）n ode, node line振動時(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 Principal vibration frequency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 additional vibration frequency除主振頻率以外的其他頻率。3.9掃頻frequency sweep固定偏心，將激振力的頻率由小調(diào)大的過程,稱為掃頻。3.10掃頻曲線

4、the curve隨著頻率的變化，構(gòu)件振動響應(yīng)發(fā)生變化，反映振動響應(yīng)與頻率之間的關(guān)系曲線稱為掃頻曲線。如a f稱為振幅一頻率曲重要構(gòu)件或關(guān)鍵構(gòu)件，可做實(shí)際邊界條件下的動應(yīng)力有限元分析，求解出結(jié)是加速度一轉(zhuǎn)速線，a f稱為加速度 一頻率曲線；而振動時(shí)效裝置繪制的(a n)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agi ng curve在確定的振動頻率和激振力下，對構(gòu)件進(jìn)行振動處理所得到的加速度一時(shí)間曲線，其標(biāo)記為at。其中：a表示加速度;t表示時(shí)間。引起構(gòu)3.12振動焊接vibratory weldi ng在小激振力作用和亞共振頻率下,件微小諧振的同時(shí)

5、，進(jìn)行焊接的工藝操作過程。3.13頻率分析freque ncyan alysis 用激振器對工件做間隙式施振，獲取工件頻率分布的過程。4振動時(shí)效裝置的選擇jb/t 5925.2以內(nèi);進(jìn)行焊接構(gòu)件的振動時(shí)效處理時(shí)，所使用的振動時(shí)效裝置應(yīng)符合的要求，并 具備下述功能：一 穩(wěn)速精度可保證控制在+1 r/min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;加速度測量系統(tǒng)可以是振動時(shí)效裝置的附屬部分,也可以是一個(gè)單獨(dú)的測量儀。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，振動參數(shù)應(yīng)在針對具體焊接構(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。5.4.2

6、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)生合適構(gòu)件在一 定范圍內(nèi)(16h z200hz )的固有頻率和振型，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 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。5.2.1構(gòu)件的支撐對于可以直接振動的構(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)件的支結(jié)束階段（最后的約2min3min ）:參數(shù)和殘余應(yīng)力基本上沒有變化。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

7、最大振幅處或附近，其方向應(yīng)與振動方向一致。5.3非直接振動對于無法直接振動的構(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。531懸臂振動懸臂振動是將構(gòu)件的一端剛性固定，激振器設(shè)置在另一端所進(jìn)行的振動處理方法。3 5.3.2 串聯(lián)振動串聯(lián)振動是將兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件沿長度方向剛性連接，組 成一個(gè)新的振動系統(tǒng)，并對此系統(tǒng)進(jìn)行振動處理。支撐點(diǎn)、激振器及拾振器 的設(shè)置與直接振動時(shí)相同。5.3.3組合振動組合振動是將多個(gè)構(gòu)件裝卡在振動平臺上，按平臺的振型 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 對其他材質(zhì)焊接構(gòu)件進(jìn)行振動時(shí)效時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行類似材料及工藝的評定。缺陷尺寸

8、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)行振動時(shí)效處理。振幅且裝置輸出載荷不超過額定載荷的 70%。543動應(yīng)力方向進(jìn)行振動時(shí)效時(shí)，動應(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。544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)選擇其振動峰峰值1/32/3處對應(yīng)的頻率開始振動工件。全程掃頻時(shí)，應(yīng)根據(jù)尋找出的激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)。諧振峰確定主、附頻率，按主振頻率的振型調(diào)整支撐點(diǎn)、采用頻率分析方法時(shí)，可用激振器對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)行自動優(yōu)化選擇最佳頻率組。5.4.5

9、動應(yīng)力動應(yīng)力幅值應(yīng)達(dá)到構(gòu)件工作應(yīng)力的1/32/3 。動應(yīng)力可按下式估算:(cb- (TSS（式中：c d為動應(yīng)力幅值；cs為材料的屈服強(qiáng)度;（T b為材料的抗拉強(qiáng)度。動應(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)小時(shí)，動應(yīng)力可取上限值（c b/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),動應(yīng)力可取下限值（ cb csS /3。5.4.6 振動時(shí)間 一般情況 下，焊接構(gòu)件的振動時(shí)效由如下三個(gè)階段組成:開始階段（開始振動的約2mi n 3mi n ）: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;中間階段：參數(shù)和應(yīng)力變化趨緩;根據(jù)焊接構(gòu)件振動時(shí)效的規(guī)律及特

10、點(diǎn)，振動時(shí)效的時(shí)間一般控制在10mi n 45mi n 為宜。對于剛度較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的構(gòu)件而言，其振動時(shí)效所需的時(shí)間相對較長。5.5構(gòu)件的振動時(shí)效需要進(jìn)行振動時(shí)效的構(gòu)件應(yīng)按自動或預(yù)定參數(shù)完成主振和附振，并在線或最終打印下述曲線:振前a n曲線;振中at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）；振后a n曲線。對于剛度大、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊接構(gòu)件可考慮做多點(diǎn)多次振動,但累積時(shí)間不得超過45min。振動焊接技術(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振動時(shí)效的工藝文件對焊接構(gòu)件進(jìn)行振動時(shí)效時(shí)，由技術(shù)人員編制并下達(dá)相應(yīng)的振動時(shí)效工藝卡。操作人員在完成振動時(shí)效操作后，應(yīng)

11、及時(shí)填寫相應(yīng)的操作記錄卡。振動時(shí)效工藝文件應(yīng)按有關(guān)規(guī)定管理、存檔。 6振動時(shí)效效果評定方法6.1參數(shù)曲線觀測法可根據(jù)振動時(shí)效過程中實(shí)時(shí)打印的a t曲線的變化及a n曲線振動前后的變化評估振動時(shí)效的實(shí)際效果。出現(xiàn)下列情況之一時(shí),即可判定振動時(shí)效有效:at曲線上升后變平;at曲線上升后下降，最終變平;（出現(xiàn)振幅升高、an曲線振后共振峰發(fā)生了單項(xiàng)特征或組合特征的變化降低、左移、右移）； an曲線振后變得簡潔而平滑;an曲線振后出現(xiàn)低幅振峰增值現(xiàn)象。6.2實(shí)測法6.2.1殘余應(yīng)力測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。采用盲孔法測試時(shí)，測試點(diǎn)處材料厚度應(yīng)大于鉆孔直徑的4

12、倍。 每個(gè)構(gòu)件可選擇 23條主焊縫。每條主要焊縫的測試點(diǎn)不得少于3個(gè)。測試點(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,振動后的計(jì)算值應(yīng)小于振動前的計(jì)算值。a.3構(gòu)件的運(yùn)行特征由于振動時(shí)效無去氫及恢復(fù)材料塑性的功能，對有抗最大及最小應(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)定性測試以尺寸穩(wěn)定為主要目的而進(jìn)行振動時(shí)效處理的焊接構(gòu)件，振動后應(yīng)進(jìn)行尺寸測試。尺寸測試具體方法如下: 振后尺寸測試： 一 加工后尺寸測試;長期放置，定期進(jìn)行尺寸測試。如放置15天后做第一次測試，放置30天后做

13、第二次測試，以后每 30天測試一次，總放置時(shí)間在半年以上;在動載情況下測試（具體時(shí)間間隔參照上述款項(xiàng)）。所有的測試結(jié)果應(yīng)當(dāng)滿足要求。jb/t XX XXXX 附錄 a （資料性附錄）振動時(shí)效工藝的應(yīng)用說明a.1其他類型焊接結(jié)構(gòu)的振動時(shí)效雖然本標(biāo)準(zhǔn)限定了振動時(shí)效的適用范圍,件）也可參照本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行振動時(shí)效處理。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)a.2焊接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)用振動時(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)力集中明顯的件，應(yīng)按其應(yīng)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) 力集中系數(shù)增大倍率來限制最

14、大動應(yīng)力幅值。脆斷要求的焊接構(gòu)件 ，不建議把振動 時(shí)效作為最終的時(shí)效工藝。a.4振動時(shí)效與其它工藝的組合對加工周期較長，且殘余應(yīng)力對加工質(zhì)量有影響的焊接構(gòu)件，當(dāng)振動時(shí)效不能完全滿足消應(yīng)力要求時(shí)，可將振動時(shí)效作為復(fù)合工藝之一:隨振焊接+振動時(shí)效;振動時(shí)效+熱時(shí)效;振動時(shí)效+焊縫錘擊或焊縫超聲沖擊。a.5構(gòu)件的振動矯形變形超標(biāo)的構(gòu)件應(yīng)先矯形到位后再進(jìn)行振動時(shí)效，特殊情況下再考慮采用振動矯形。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，對由構(gòu)件和工裝組成的系統(tǒng)做振動時(shí)效處理，以期通過增加局部材料蠕變速度，減少焊接變形的一種工藝。其預(yù)應(yīng)力及反變形量 的給定應(yīng)考慮在振動工藝結(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)件帶來的不利影響。a.6振動時(shí)效的工藝評定振動時(shí)效工藝評定是針對已確定采用振動時(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。通過評定確定相應(yīng)的振動時(shí)效工藝規(guī)程。振動時(shí)效工藝規(guī)程一般應(yīng)包括：適合該構(gòu)件的振動時(shí)效設(shè)備規(guī)格型號、振動工藝參數(shù)、實(shí)際打印量及內(nèi)容、測點(diǎn)位置、測量方向、測量技術(shù)、抽檢項(xiàng)目及抽檢比例等內(nèi)容。振動時(shí)效評定方法2.振18時(shí)間A-T曲找上刊卜降變平4.狠幅頻率后=振®左程依頤中華人民共和國機(jī)械