異種鋼結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于壓力容器和石油化工設(shè)備行業(yè)，由于受設(shè)備結(jié)構(gòu)和制造工藝的限制，無法進(jìn)行焊后熱處理以消除焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。所以決定采用振動時效設(shè)備對這種焊縫結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行消除焊接應(yīng)力。

試件情況

采用Φ500*30mm，長為250mm兩節(jié)不同材料的圓筒組焊而成。其中一節(jié)圓筒材料為2.25CrlMo，在焊接坡口處堆焊ERNICr-3，并經(jīng)690℃消應(yīng)力處理；另一節(jié)圓筒材料為304不銹鋼，通過卷焊制成。兩圓筒采用對接焊結(jié)構(gòu)，焊條牌號為ERNi-CrFe-3。

采用試驗設(shè)備

JH-200A3液晶全自動振動時效設(shè)備

*大激振力 30KN

*高工作轉(zhuǎn)速 8000r/min

額定功率 2.2KW

穩(wěn)速精度 ±0.8r/min

適用工件重量范圍0.1t~50t

振動時效過程

振前掃頻

振前掃頻的目的是測量工件的固有頻率，確定振動時效處理的亞共振頻率。試驗時，激振器自動從低頻到高頻對工件進(jìn)行掃頻并繪出掃頻曲線，測出工件的固有頻率和振動加速度。被測工件的a-n曲線，通過掃頻得出工件的固有頻率（轉(zhuǎn)速）n=3622r/min,加速度a=26.1m/s²。

振動時效處理

根據(jù)振前掃頻數(shù)據(jù)，儀器會自動尋找振動時效處理所需的參數(shù)，在該參數(shù)下振動時間后，就完成了振動時效處理過程。工程的處理曲線（a-t曲線），主要振動參數(shù)為：振動加速度Gm=43.0m/s2,轉(zhuǎn)速n=3637rpm，激振時間t=16min。

振后掃頻

振后掃頻的目的是評定振動時效處理的工藝效果，一般全自動振動時效儀能自動進(jìn)行振后掃頻，當(dāng)振后掃頻曲線上的共振峰值高于振前峰值或峰值左移或帶寬變窄時，就可判定為達(dá)到振動時效工藝效果。

結(jié)論

1.試驗結(jié)果表明，采用振動時效設(shè)備可很好的消除異種鋼對接焊縫殘余應(yīng)力，振后工件的固有頻率由振前的26.1m/s2提高到了振后的43m/s2，峰值左移，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，符合判定試驗達(dá)到振動時效工藝效果的特征。

2.按JB/T10375-2002標(biāo)準(zhǔn)，用振前、振后的應(yīng)力平均值來計算應(yīng)力消除率，振前的應(yīng)力平均值為σ1=280MPa，σ2=195MPa；振后的應(yīng)力平均值為σ1=109MPa，σ2=100MPa。σ1的應(yīng)力消除率達(dá)到61%，σ2的應(yīng)力消除率達(dá)到48.7%，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接應(yīng)力消除率應(yīng)大于30%的要求。

3.采用振動時效設(shè)備消除異種鋼對接焊縫殘余應(yīng)力，可以大大降低時效處理成本，節(jié)省處理時間，減少環(huán)境污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。