支铰钢梁振动时效处理应力方法概述

工作闸门支铰钢梁是由钢板经火焰切割、校正、焊接等多道工序加工成型，在上述多道工序中会产生大量的残余应力，当工件成型后，会因材料的原始状态改变，导致工件内部因受力失衡，释放部分残余应力，使原有的加工状态扭曲变形，影响工件后续加工正常进行和使用。因此，消除残余应力是必要的程序。生产厂家找到聚航科技，希望我们能够帮他们解决这一难题，经过双方商量讨论，决定采用振动时效工艺消除和降低钢梁的焊接应力。

支铰钢梁实际情况

工作闸门支铰钢梁为箱型结构，上、下面板采用δ100mm钢板，腹板采用δ80mm钢板，外形尺寸为4550mm*2740m*1160mm（中墩）、3275mm*2740m*1160mm（边墩）。

振动时效处理方案

根据支铰钢梁的结构形式，我们决定采用四点支撑方式，各支撑点在距两端长度2/9处进行支撑，激振点位置选取三点。由于钢结构是由多条纵横焊缝焊接成，为了使焊缝区取得更好地时效效果，激振力所产生的正弦波应沿着焊缝的方向进行处理，采用多激振点、多频率段、多激振力段进行时效处理，并根据工件固有频率状态和工件的共振状态作调整振动时效工艺。

振动时效设备选用

根据工件的重量、结构、刚性、强度等物理指标，选择振动时效设备型号JH-700A3智能频谱交流振动时效设备，该设备的电机功率为2.2kw，激振力30kn，具有局部扫描、在线打印、多振型时效等功能。

振动时效工艺过程

振前处理

现场整理：振动消除应力前应清理出地平，预留出放置橡胶垫弹性支撑和千斤顶与支撑的空间。支铰钢梁水平卧放。

橡胶垫放置；橡胶垫是振动测试所必须的支撑物。初步设计按4点支撑，每个支撑点用一个橡胶垫分别布置在钢梁下方，橡胶垫放置完毕后，将钢梁平稳落在橡胶垫上。检查被振工件与周围固定物及基础之间应保持100mm以上的安全距离，复查橡胶垫与支铰钢梁接触性能与稳定性。必要时橡胶垫下面可采用型钢或方木铺垫以保证稳定和基础找平。

安装激振器：将激振器安装在支铰钢梁主振点处，激振器底座与支铰钢梁刚性连接（必要时可焊接临时座板），并用专用卡具卡紧，然后将偏心调到抵挡。

安装加速度传感器：将加速度传感器安装在闸门的波峰处，连接好加速度信号线。

调整激振器档位：用内六角扳手伸进偏心调整孔，松开偏心动轮的顶紧螺栓，并顶住动轮以使其不能转动，用另一只内六角扳手旋转偏心轴使偏心轴上的缺口对准所需的偏心档位不动，用扳手拧紧偏心动轮即可。

确定残余应力测试部位：标记出测试部位并编号，所有被测部位不得有涂层、飞溅及污物，被测表面不得用砂轮打磨、锤击。测试部位按焊缝分布情况确定，每条焊缝不少于2处，总测点不少于6点。

振动时效处理过程

通过试振由设备自动寻找工件的共振峰，并把振前a-n过程曲线存储起来，由分析程序确定激振频率后进行振动时效处理，振动时效时间设定为15min，并把a-t过程曲线存储起啦，设备自动对处理后的工件进行振动扫描，并把振后a-n曲线存储起来，并把a-t、振前a-n、振后a-n曲线打印出来，供对比、判断和留存，上述过程和曲线均由设备屏幕显示。

总结

在支铰钢焊接制作完成后，按照事先制定的处理工艺进行振动时效处理，通过对支铰钢梁振动时效处理前后的应力测试数据比对，表明振动时效处理可有效降低焊接应力，达到了与退火热处理消除焊接应力同样的处理效果。通过实际证明，振动时效处理工艺在消除和降低焊接应力方面是有效可行的，并能防止或减少由于热时效和焊接产生的微观裂纹的发生。尤其在节省能源、缩短生产周期上具有明显的效果。