某廠家在生產(chǎn)膨脹波紋管時(shí)遇到一個(gè)問題，膨脹波紋管體冷壓成型后會出現(xiàn)管端面變形和尺寸不穩(wěn)定現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這一現(xiàn)象和殘余應(yīng)力有關(guān)。所以膨脹波紋管冷壓成型后，需要消除殘余應(yīng)力以減小管端面變形。

目前膨脹波紋管消除殘余應(yīng)力都是采用熱處理工藝，但膨脹波紋管出爐空冷過程由于熱膨脹冷縮不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)彎曲、翹曲等不規(guī)則變形。為了更好的消除膨脹波紋管殘余應(yīng)力，穩(wěn)定管端面尺寸形狀，廠家找到南京聚航，希望我們能夠找到更好的辦法。

經(jīng)過商討之后，我們決定采用振動時(shí)效工藝消除膨脹波紋管殘余應(yīng)力。并對該工藝特點(diǎn)、匹配性、實(shí)用性進(jìn)行分析研究。通過對冷壓后和振動時(shí)效后殘余應(yīng)力對比測量，證明振動時(shí)效工藝的可行性和有效性。

設(shè)備簡介

振動時(shí)效設(shè)備采用JH-700A智能頻譜交流振動時(shí)效設(shè)備，該設(shè)備由控制器、激振器、夾具等幾個(gè)部分組成，采用的是高速變頻伺服電機(jī)，一鍵式操作，智能控制。

盲孔法殘余應(yīng)力檢測設(shè)備采用JH-30殘余應(yīng)力檢測儀，該儀器精度高、操作簡單。

振動時(shí)效操作關(guān)鍵

橡皮墊的支撐

為了避免振動時(shí)效損壞管體，振動前需要對波紋管進(jìn)行彈性支撐。一般來說，支撐應(yīng)盡量放在構(gòu)件振動的節(jié)點(diǎn)處，以確保構(gòu)件與支撐間不產(chǎn)生相對振動而撞擊，也不產(chǎn)生噪音，不會使構(gòu)件滑動而造成加速度信號不穩(wěn)定。試驗(yàn)前，先憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)出節(jié)點(diǎn)的大致位置，將支撐放好，當(dāng)試振達(dá)到共振時(shí)，用手摸尋找到波紋管振動節(jié)點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)中波紋管長度較長，經(jīng)綜合觀測與分析，選擇在波紋管兩端各約2/9節(jié)點(diǎn)處用橡皮墊進(jìn)行彈性支撐。

激振器的安裝

激振器是對構(gòu)件施加激振力的動力設(shè)備，因此須安置在使構(gòu)件易于振動的位置上。通過手動試振，尋找到位于膨脹波紋管中部位置的振動波峰處，將激振器安裝在該位置，使用夾具夾緊。

激振器偏心設(shè)置

激振器偏心檔位的選擇應(yīng)滿足確定構(gòu)件產(chǎn)生合適的振幅。但裝置輸出載荷不應(yīng)超過額定載荷的70%。本試驗(yàn)中，經(jīng)手動試振，激振器的偏心檔位在45度時(shí)，可以產(chǎn)生足夠的振幅，且幅值比較理想。

固有頻率的獲取

固定偏心，將激振力的頻率由小調(diào)大，即采用全程掃頻的方法獲得膨脹波紋管的固有頻率。選擇應(yīng)力大、頻率低的固有頻率作為主振頻率。

振動時(shí)間的確定

振動消除殘余應(yīng)力時(shí)，位錯發(fā)生移動、增值、再移動、再增值*后到穩(wěn)定是需要時(shí)間的，所以振動消除殘余應(yīng)力需要處理時(shí)間。激振時(shí)間的選擇直接關(guān)系到時(shí)效的效果和頻率。激振時(shí)間取決于工件的大小、質(zhì)量及殘余應(yīng)力的大小等?？梢愿鶕?jù)振動過程中時(shí)間-振幅曲線確定振動時(shí)間。隨著振動時(shí)效進(jìn)行，構(gòu)件的殘余應(yīng)力降低，*終位錯趨于穩(wěn)定，繼續(xù)振動，殘余應(yīng)力降低效果就不明顯了。此時(shí)振幅趨于穩(wěn)定，可用這一振動過程時(shí)間判斷出此類工件的振動時(shí)效時(shí)間參數(shù)。在振動時(shí)效實(shí)施中，一般在此基礎(chǔ)上再施振3-5min以穩(wěn)固時(shí)效效果。本試驗(yàn)中膨脹波紋管振動時(shí)間定為25min。

結(jié)論

通過振動時(shí)效參數(shù)曲線觀測和盲孔法殘余應(yīng)力測量，判定振動時(shí)效工藝可降低膨脹波紋管的殘余應(yīng)力，能夠滿足膨脹波紋管焊接等工程需求，提高其尺寸穩(wěn)定性。