振動時效在鋼結構的應用--濟南九工機電

已廣泛應用于機床、起重運輸、冶金、紡織、礦山、造紙、造船、化工等制造業，也滲入到核工業（核反應堆內構件、核聚變設備）、磁懸浮交通、宇航等高尖領域。幾個典型焊接構件振動時效的效果分析見表4。

表4典例皆應用功率不大于2KW的振動時效設備，對一個構件的處理時間一般為20－45分鐘，結果表明：振動時效的消應力效果為20－50％；盡管振動時效不具備去氫和恢復塑性的功能，但從尺寸穩定性比較，已達到和超過熱時效的水平，振動時效是一種以消應力、提高尺寸穩定性為目標的替代熱時效的*工藝。盡管目前振動時效在建筑鋼結構應用尚少，但根據建筑鋼結構的載荷特點與施工要求，振動時效有可能成為今后建筑鋼結構消應力的主流工藝之一。振動時效在鋼結構的應用--濟南九工機電

2.4 振動焊接（VW or VCW）

振動焊接又稱振動調制焊接、隨焊振動，是目前國內外正在研發的新技術；在振動時效標準的附錄中，已確認為可與振動時效組合的工藝之一[1]。其不改變原有的焊接工藝；在焊接過程，通過一個幾百瓦的小激振器對構件注入頻率和振幅可控的振動，即形成振動焊接。這種限幅的振動，勢必對焊接熔池和熱影響區產生一定的作用：

⑴ 當焊縫金屬在熔融狀態下，由于振動使氣泡、雜質等容易上浮、排除。 ⑵ 在結晶過程振動可細化晶粒，使焊縫的力學性能得到提高。

⑶ 溫度大于600℃的區域，材料在強度逐步恢復的冷卻過程中，伴隨振動的熱塑性變形，使逐步形成的焊接殘余應力得到降低和均化，可減少焊接變形及焊接裂紋的形成。

表5是對BB503厚板(90mm)電渣焊采用振動焊接的應力測量結果。BB503材料的屈服強度為295－315Mpa，試驗表明：采用振動焊接（VW）或復合振動焊接（VSR+VW）可明顯降低殘余應力水平，且接頭性能優化，如：側彎合格率也由原25％上升為75-100％。對Q235材料焊接的H型輕鋼（H900X200X6/8，長6m）的試驗表明，振動焊接可使焊接變形下降21-32％。

表5 BB503厚板振動焊接的殘余應力測量結果振動時效在鋼結構的應用--濟南九工機電

工藝 zui大主應力 zui小主應力 縱向應力 橫向應力

0.6gVW 極值 209 -92 206 85

平均值 117 -16 109 -8

0.3gVW＋0.6gVSR 極值 81 -121 64 24

平均值 37 -47 28 -39

國內外的研究和實驗都表明，振動焊接工藝經濟、簡便、，特別是可以在大型焊接鋼結構上實施，振動焊接在降低焊縫殘余應力、減少工件變形、提高結構疲勞壽命、提高接頭力學性能，即全面提高焊縫質量方面有顯著作用。基于振動焊接的優點，在我國重大工程中，對一些采用熱時效工藝有困難的結構，已開

始試驗振動焊接工藝，包括核聚變試驗裝置、大厚壁高爐爐體、大直徑閥體等。若能加強振動焊接在建筑鋼結構上的應用試驗和技術標準的建設，振動焊接很可能成為補充、替代傳統熱時效的又一重要工藝。振動時效在鋼結構的應用--濟南九工機電