工作閘門支鉸鋼梁是由鋼板經(jīng)火焰切割、校正、焊接等多道工序加工成型，在上述多道工序中會(huì)產(chǎn)生大量的殘余應(yīng)力，當(dāng)工件成型后，會(huì)因材料的原始狀態(tài)改變，導(dǎo)致工件內(nèi)部因受力失衡，釋放部分殘余應(yīng)力，使原有的加工狀態(tài)扭曲變形，影響工件后續(xù)加工正常進(jìn)行和使用。因此，消除殘余應(yīng)力是必要的程序。生產(chǎn)廠家找到聚航科技，希望我們能夠幫他們解決這一難題，經(jīng)過雙方商量討論，決定采用振動(dòng)時(shí)效工藝消除和降低鋼梁的焊接應(yīng)力。
支鉸鋼梁實(shí)際情況
工作閘門支鉸鋼梁為箱型結(jié)構(gòu)，上、下面板采用δ100mm鋼板，腹板采用δ80mm鋼板，外形尺寸為4550mm*2740m*1160mm（中墩）、3275mm*2740m*1160mm（邊墩）。
振動(dòng)時(shí)效處理方案
根據(jù)支鉸鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，我們決定采用四點(diǎn)支撐方式，各支撐點(diǎn)在距兩端長度2/9處進(jìn)行支撐，激振點(diǎn)位置選取三點(diǎn)。由于鋼結(jié)構(gòu)是由多條縱橫焊縫焊接成，為了使焊縫區(qū)取得更好地時(shí)效效果，激振力所產(chǎn)生的正弦波應(yīng)沿著焊縫的方向進(jìn)行處理，采用多激振點(diǎn)、多頻率段、多激振力段進(jìn)行時(shí)效處理，并根據(jù)工件固有頻率狀態(tài)和工件的共振狀態(tài)作調(diào)整振動(dòng)時(shí)效工藝。
振動(dòng)時(shí)效設(shè)備選用
根據(jù)工件的重量、結(jié)構(gòu)、剛性、強(qiáng)度等物理指標(biāo)，選擇振動(dòng)時(shí)效設(shè)備型號(hào)JH-700A3智能頻譜交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，該設(shè)備的電機(jī)功率為2.2kw，激振力30kn，具有局部掃描、在線打印、多振型時(shí)效等*功能。
振動(dòng)時(shí)效工藝過程
振前處理
現(xiàn)場整理：振動(dòng)消除應(yīng)力前應(yīng)清理出地平，預(yù)留出放置橡膠墊彈性支撐和千斤頂與支撐的空間。支鉸鋼梁水平臥放。
橡膠墊放置；橡膠墊是振動(dòng)測試所必須的支撐物。初步設(shè)計(jì)按4點(diǎn)支撐，每個(gè)支撐點(diǎn)用一個(gè)橡膠墊分別布置在鋼梁下方，橡膠墊放置完畢后，將鋼梁平穩(wěn)落在橡膠墊上。檢查被振工件與周圍固定物及基礎(chǔ)之間應(yīng)保持100mm以上的安全距離，復(fù)查橡膠墊與支鉸鋼梁接觸性能與穩(wěn)定性。必要時(shí)橡膠墊下面可采用型鋼或方木鋪墊以保證穩(wěn)定和基礎(chǔ)找平。
安裝激振器：將激振器安裝在支鉸鋼梁主振點(diǎn)處，激振器底座與支鉸鋼梁剛性連接（必要時(shí)可焊接臨時(shí)座板），并用卡具卡緊，然后將偏心調(diào)到抵擋。
安裝加速度傳感器：將加速度傳感器安裝在閘門的波峰處，連接好加速度信號(hào)線。
調(diào)整激振器檔位：用內(nèi)六角扳手伸進(jìn)偏心調(diào)整孔，松開偏心動(dòng)輪的頂緊螺栓，并頂住動(dòng)輪以使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，用另一只內(nèi)六角扳手旋轉(zhuǎn)偏心軸使偏心軸上的缺口對(duì)準(zhǔn)所需的偏心檔位不動(dòng)，用扳手?jǐn)Q緊偏心動(dòng)輪即可。
確定殘余應(yīng)力測試部位：標(biāo)記出測試部位并編號(hào)，所有被測部位不得有涂層、飛濺及污物，被測表面不得用砂輪打磨、錘擊。測試部位按焊縫分布情況確定，每條焊縫不少于2處，總測點(diǎn)不少于6點(diǎn)。
振動(dòng)時(shí)效處理過程
通過試振由設(shè)備自動(dòng)尋找工件的共振峰，并把振前a-n過程曲線存儲(chǔ)起來，由分析程序確定激振頻率后進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，振動(dòng)時(shí)效時(shí)間設(shè)定為15min，并把a(bǔ)-t過程曲線存儲(chǔ)起啦，設(shè)備自動(dòng)對(duì)處理后的工件進(jìn)行振動(dòng)掃描，并把振后a-n曲線存儲(chǔ)起來，并把a(bǔ)-t、振前a-n、振后a-n曲線打印出來，供對(duì)比、判斷和留存，上述過程和曲線均由設(shè)備屏幕顯示。
總結(jié)
在支鉸鋼焊接制作完成后，按照事先制定的處理工藝進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，通過對(duì)支鉸鋼梁振動(dòng)時(shí)效處理前后的應(yīng)力測試數(shù)據(jù)比對(duì)，表明振動(dòng)時(shí)效處理可有效降低焊接應(yīng)力，達(dá)到了與退火熱處理消除焊接應(yīng)力同樣的處理效果。通過實(shí)際證明，振動(dòng)時(shí)效處理工藝在消除和降低焊接應(yīng)力方面是有效可行的，并能防止或減少由于熱時(shí)效和焊接產(chǎn)生的微觀裂紋的發(fā)生。尤其在節(jié)省能源、縮短生產(chǎn)周期上具有明顯的效果。
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