振動(dòng)時(shí)效設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-去應(yīng)力設(shè)備

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求和振動(dòng)時(shí)效效果的評(píng)定方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適（,，158,，6668，8772,，郭）用于碳素結(jié)構(gòu)鋼,、低合金鋼,、不銹鋼、鑄鐵,。有色金屬（銅,、鋁、鈦及其合金）等材質(zhì)的鑄件,、鍛件,、焊接件、模具,、機(jī)械加工件的振動(dòng)時(shí)效處理,。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,，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),，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版本,。凡是不注日期的引用文件,，其 版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3 術(shù)語(yǔ),、符號(hào)

3.1 激振點(diǎn)exciting point

振動(dòng)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(duì)構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效而選擇的支撐構(gòu)件的位置。

3.3 動(dòng)應(yīng)力dynamic 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(dòng)應(yīng)力,。矢量，符號(hào)為σd(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,。

3.5 振型vibration mode

共振時(shí),，構(gòu)件表面上所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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）node, node line

振動(dòng)時(shí)效時(shí),，構(gòu)件振幅zui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(guò)程,，稱為掃頻。

3.10 掃頻曲線the curve

隨著頻率的變化,，構(gòu)件振動(dòng)響應(yīng)發(fā)生變化,，反映振動(dòng)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—頻率曲線,，a—f稱為加速度—頻率曲線,；而振動(dòng)時(shí)效裝置繪制的 是加速度—轉(zhuǎn)速（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aging curve

在確定的振動(dòng)頻率和激振力下,，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)處理所得到的加速度—時(shí)間曲線，其標(biāo) 記為a—t,。 其中：a表示加速度,；t表示時(shí)間。

3.12 振動(dòng)焊接vibratory welding

在小激振力作用和亞共振頻率下,，引起構(gòu)件微小諧振的同時(shí),，進(jìn)行焊接的工藝操作過(guò)程。 3.13 頻率分析frequency analysis

用激振器對(duì)工件做間隙式施振,，獲取工件頻率分布的過(guò)程,。

4 振動(dòng)時(shí)效裝置的選擇

進(jìn)行焊接構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)，所使用的振動(dòng)時(shí)效裝置應(yīng)符合JB/T 5925.2的要求,，并 具備下述功能： — 穩(wěn)速精度可保證控制在+1 r/min以內(nèi),； — 可以在線或zui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(cè)量系統(tǒng)可以是振動(dòng)時(shí)效裝置的附屬部分,，也可以是一個(gè)單獨(dú)的測(cè)量?jī)x,。

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(dòng)參數(shù)應(yīng)在針對(duì)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,。 對(duì)重要構(gòu)件或關(guān)鍵構(gòu)件，可做實(shí)際邊界條件下的動(dòng)應(yīng)力有限元分析,，求解出結(jié)構(gòu)件在一 定范圍內(nèi)（16H z~200Hz）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(dòng)

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(dòng)。

5.2.1 構(gòu)件的支撐

對(duì)于可以直接振動(dòng)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zui大振幅處或附近,，其方向應(yīng)與振動(dòng) 方向一致,。

5.3非直接振動(dòng)

對(duì)于無(wú)法直接振動(dòng)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。

5.3.1 懸臂振動(dòng)

懸臂振動(dòng)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(dòng)處理方法,。

5.3.2 串聯(lián)振動(dòng)

串聯(lián)振動(dòng)是將兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件沿長(zhǎng)度方向剛性連接，組成一個(gè)新的振動(dòng)系統(tǒng),，并對(duì)此系 統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)處理,。支撐點(diǎn)、激振器及拾振器的設(shè)置與直接振動(dòng)時(shí)相同,。

5.3.3 組合振動(dòng)

組合振動(dòng)是將多個(gè)構(gòu)件裝卡在振動(dòng)平臺(tái)上,，按平臺(tái)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(duì)其他材質(zhì)焊接構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí),，應(yīng)首先進(jìn)行類似材料及工藝的評(píng)定。 缺陷尺寸超出規(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(dòng)時(shí)效處 理,。

5.4.2 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)生合適振幅且裝置輸出載荷不超過(guò)額定載荷 的70%,。

5.4.3 動(dòng)應(yīng)力方向

進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí)，動(dòng)應(yīng)力方向應(yīng)與構(gòu)件主要焊縫的zui大主應(yīng)力方向相同或相近,。

5.4.4 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(guò)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(dòng)峰峰值1/3~2/3處對(duì)應(yīng)的頻率開始振動(dòng)工件,。 全程掃頻時(shí)，應(yīng)根據(jù)尋找出的諧振峰確定主、附頻率,，按主振頻率的振型調(diào)整支撐點(diǎn)、 激振點(diǎn)和拾振點(diǎn),。 采用頻率分析方法時(shí),，可用激振器對(duì)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(dòng)優(yōu)化選擇*頻率組,。

5.4.5 動(dòng)應(yīng)力

動(dòng)應(yīng)力幅值應(yīng)達(dá)到構(gòu)件工作應(yīng)力的1/3~2/3。

動(dòng)應(yīng)力可按下式估算：

（σb-σs）/3≤σd≤σb/3……………………………………………(1)

式中：

σd 為動(dòng)應(yīng)力幅值,；

σs為材料的屈服強(qiáng)度,；

σb 為材料的抗拉強(qiáng)度。

動(dòng)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) 較小時(shí)，動(dòng)應(yīng)力可取上限值（σb/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(dòng)應(yīng)力可取下限值（σb-σs）/3,。

5.4.6 振動(dòng)時(shí)間

一般情況下,，焊接構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效由如下三個(gè)階段組成：

— 開始階段（開始振動(dòng)的約2min~3min）：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,；

—     結(jié)束階段（zui后的約2min~3min）：參數(shù)和殘余應(yīng)力基本上沒(méi)有變化。 根據(jù)焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效的規(guī)律及特點(diǎn),，振動(dòng)時(shí)效的時(shí)間一般控制在10min~45min 為宜,。 對(duì)于剛度較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的構(gòu)件而言,，其振動(dòng)時(shí)效所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),。

5.5 構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效

需要進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效的構(gòu)件應(yīng)按自動(dòng)或預(yù)定參數(shù)完成主振和附振，并在線或zui終打印下述 曲線：

— 振前a—n 曲線,；

— 振中a—t 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(duì)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(dòng)，但累積時(shí)間不得超過(guò)45min,。 振動(dòng)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(dòng)時(shí)效的工藝文件

對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效時(shí)，應(yīng)由技術(shù)人員編制并下達(dá)相應(yīng)的振動(dòng)時(shí)效工藝卡,。 操作人員在完成振動(dòng)時(shí)效操作后,，應(yīng)及時(shí)填寫相應(yīng)的操作記錄卡。 振動(dòng)時(shí)效工藝文件應(yīng)按有關(guān)規(guī)定管理,、存檔,。

 6 振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)定方法

6.1 參數(shù)曲線觀測(cè)法

可根據(jù)振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中實(shí)時(shí)打印的a—t曲線的變化及a—n曲線振動(dòng)前后的變化評(píng)估振動(dòng) 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(dòng)時(shí)效有效：

— a—t 曲線上升后變平,；

— a—t 曲線上升后下降，zui終變平,；

— a—n曲線振后共振峰發(fā)生了單項(xiàng)特征或組合特征的變化（出現(xiàn)振幅升高,、降低、左移,、 右移）,；

— a—n曲線振后變得簡(jiǎn)潔而平滑；

—     a—n曲線振后出現(xiàn)低幅振峰增值現(xiàn)象,。

6.2 實(shí)測(cè)法

6.2.1 殘余應(yīng)力測(cè)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(cè)試時(shí),，測(cè)試點(diǎn)處材料厚度應(yīng)大于鉆孔直徑的4 倍,。 每個(gè)構(gòu)件可選擇2~3 條主焊縫。每條主要焊縫的測(cè)試點(diǎn)不得少于3 個(gè),。測(cè)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zui大與zui小應(yīng)力差衡量應(yīng)力的均勻化程度,，振動(dòng)后的計(jì)算值應(yīng)小于振動(dòng) 前的計(jì)算值。zui大及zui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(cè)試

以尺寸穩(wěn)定為主要目的而進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理的焊接構(gòu)件,，振動(dòng)后應(yīng)進(jìn)行尺寸測(cè)試。尺寸 測(cè)試具體方法如下： — 振后尺寸測(cè)試： — 加工后尺寸測(cè)試,； — 長(zhǎng)期放置,，定期進(jìn)行尺寸測(cè)試。如放置15天后做*次測(cè)試,，放置30天后做第二次 測(cè)試,，以后每30天測(cè)試一次，總放置時(shí)間在半年以上,；— 在動(dòng)載情況下測(cè)試（具體時(shí)間間隔參照上述款項(xiàng)）,。 所有的測(cè)試結(jié)果應(yīng)當(dāng)滿足要求,。

振動(dòng)時(shí)效設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-去應(yīng)力設(shè)備JB/T10375-2003中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

附錄A （資料性附錄）

振動(dòng)時(shí)效工藝的應(yīng)用說(shuō)明

A.1 其他類型焊接結(jié)構(gòu)的振動(dòng)時(shí)效

雖然本標(biāo)準(zhǔn)限定了振動(dòng)時(shí)效的適用范圍，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)件）也可參照本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理,。

A.2 焊接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)

應(yīng)用振動(dòng)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)件,， 應(yīng)按其應(yīng)力集中系數(shù)增大倍率來(lái)限制zui大動(dòng)應(yīng)力幅值。

A.3 構(gòu)件的運(yùn)行特征

由于振動(dòng)時(shí)效無(wú)去氫及恢復(fù)材料塑性的功能,，對(duì)有抗脆斷要求的焊接構(gòu)件, 不建議把振動(dòng) 時(shí)效作為zui終的時(shí)效工藝。

A.4 振動(dòng)時(shí)效與其它工藝的組合 　

對(duì)加工周期較長(zhǎng), 且殘余應(yīng)力對(duì)加工質(zhì)量有影響的焊接構(gòu)件, 當(dāng)振動(dòng)時(shí)效不能* 消應(yīng)力要求時(shí), 可將振動(dòng)時(shí)效作為復(fù)合工藝之一： － 隨振焊接+振動(dòng)時(shí)效； － 振動(dòng)時(shí)效+熱時(shí)效,； － 振動(dòng)時(shí)效+焊縫錘擊或焊縫超聲沖擊。

A.5 構(gòu)件的振動(dòng)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(dòng)時(shí)效,，特殊情況下再考慮采用振動(dòng)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(duì)由構(gòu)件和工裝組成的 系統(tǒng)做振動(dòng)時(shí)效處理,，以期通過(guò)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(dòng)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(lái)的不利影響,。

A.6 振動(dòng)時(shí)效的工藝評(píng)定

振動(dòng)時(shí)效工藝評(píng)定是針對(duì)已確定采用振動(dòng)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(dòng)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(guò)評(píng)定確定相應(yīng)的振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程。 振動(dòng)時(shí)效工藝規(guī)程一般應(yīng)包括：適合該構(gòu)件的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備規(guī)格型號(hào),、振動(dòng)工藝參數(shù),、 實(shí)際打印量及內(nèi)容、測(cè)點(diǎn)位置,、測(cè)量方向,、測(cè)量技術(shù)、抽檢項(xiàng)目及抽檢比例等內(nèi)容,。北京 上海 天津 重慶 石家莊 唐山 秦皇島 邯鄲 邢臺(tái) 保定 張家口 承德 滄州 廊坊 衡水太原 大同 陽(yáng)泉 長(zhǎng)治 晉城 朔州 晉中 運(yùn)城 忻州 臨汾 呂梁 呼和浩特 包頭遼寧： 沈陽(yáng) 大連 鞍山 撫順 本溪 丹東 錦州 營(yíng)口 阜新 遼陽(yáng) 盤錦 鐵嶺 朝陽(yáng) 葫蘆島 長(zhǎng)春 吉林 哈爾濱 齊齊哈爾南京 無(wú)錫 徐州 常州 蘇州 南通 連云港 淮安 鹽城 揚(yáng)州 鎮(zhèn)江 泰州 宿遷 杭州 寧波 溫州 嘉興 湖州 紹興 金華 衢州 舟山 臺(tái)州 麗水 合肥 蕪湖 蚌埠 淮南 馬鞍山 淮北 銅陵 安慶 黃山 滁州 阜陽(yáng) 宿州 巢湖 六安 亳州 池州 宣城 福州 廈門 莆田 三明 泉州 漳州 南平 龍巖 寧德 南昌 景德鎮(zhèn) 萍鄉(xiāng) 九江 新余 鷹潭 贛州 吉安 宜春 撫州 上饒 青島 淄博 棗莊 東營(yíng) 煙臺(tái) 濰坊 威海 濟(jì)寧 泰安 日照 萊蕪 臨沂 德州 聊城 濱州 菏澤 鄭州 開封 洛陽(yáng) 平頂山 焦作 鶴壁 新鄉(xiāng) 安陽(yáng) 濮陽(yáng) 許昌 漯河 三門峽 南陽(yáng) 商丘 信陽(yáng) 周口 駐馬店 武漢 黃石 襄樊 十堰 荊州 宜昌 荊門 鄂州 孝感 黃岡 咸寧 隨州長(zhǎng)沙 株洲 湘潭 衡陽(yáng) 邵陽(yáng) 岳陽(yáng) 常德 張家界 益陽(yáng) 郴州 永州 懷化 婁底 湘西 廣州 深圳 珠海 汕頭 韶關(guān) 佛山 江門 湛江 茂名 肇慶 惠州 梅州 汕尾 河源 陽(yáng)江 清遠(yuǎn) 東莞 中山 潮州 揭陽(yáng) 云浮 南寧 成都 貴陽(yáng) 六盤水 遵義 昆明 曲靖 西安 西寧 銀川 烏魯木齊