卷材轉輥振動時效工藝參數研究

卷材轉輥工件傳統(tǒng)消除殘余應力的方法多采用熱處理，但這種有弊端，耗費大量的人力、物力。而本文聚航科技將介紹另一種新工藝——振動時效技術，研究其在消除轉輥殘余應力上的有效性及工藝參數。

轉輥工件情況介紹

卷材生產設備有很多種類的轉輥，這些轉輥的特點是長度基本相同，但重量差別較大，且均為空心薄壁、兩端由圓軸焊接而成，屬于軸類工件。所以，我們將選擇具有代表意義的浸涂、冷卻和壓花三種轉輥作為振動時效處理的對象。其中每一種轉輥取兩件，一件做工藝參數的選擇，振前和振后都進行殘余應力測試，得出應力消除率來檢驗參數的合理性；另一件直接用*一件反復試振后選定的一組工藝參數來處理。

轉輥振動時效裝夾方法

根據轉輥的尺寸和實踐經驗，軸類工件可按照梁型工件的工藝進行處理。因此，橡膠墊的支撐位置應設在工件振型的波節(jié)線處，具體為距工件端部2/9處所對應的平臺下面。激振器應設在工件振型的波峰處，拾振器安裝在激振器對面的工件上。

振動時效工藝參數的選擇

選擇JH-700A智能頻譜交流振動時效設備，按照裝夾要求將平臺工件、激振器等安裝就位。然后選擇振動時效的工藝參數，其過程如下：

1. 利用設備的手動調頻功能，觀察記錄期畫出的曲線。當轉輥出現共振現象時，振幅頻率將出現一個波峰，動應力曲線也將出現一個*大值，一直掃頻到設備的額定頻率為止。

2. 觀察在每一共振頻率下轉輥的共振形式，以調整支撐位置到節(jié)線上。停機后可在適當調整激振器的位置，使轉輥產生*大的振幅，并根據動應力測試的結果反復調整激振器的偏心量。

3. 觀察設備允許范圍內轉輥出現的共振次數和共振頻率，以及共振情況下動應力的*大值。

4. 根據以上情況，確定試驗性振動時效處理工藝參數，作為試振的處理參數。

用上述方法選擇的參數對轉輥做全程的振動時效處理，觀察加速度的變化規(guī)律：時間-振幅曲線應為上升、上升-下降、下降三種類型中的一種；振幅-頻率曲線上的共振峰應為上升-左移型。如上述兩條均符合要求，則該組曲線可作為轉輥初定的工藝參數。

將每種轉輥的另一件在*一件已做試振的基礎上用初定的參數對其進行正式的振動時效處理，認真觀察曲線的變化。

根據曲線可看出，共振峰值高于振前的共振峰值，并發(fā)生左移，原因在于振動時效處理過程中，隨著殘余應力的下降，轉輥內的阻尼減小，所以振幅-頻率曲線上所表現出的固有頻率下降、振峰值增高、頻帶變窄。從表現形式上可初步判定這一處理參數是可行的。

殘余應力定量測量

測定殘余應力消除率的目的是對比前后殘余應力的消除狀況，從而*終判定工藝參數的合理性。不合理時，根據數據修改工藝參數，重新對轉輥進行處理和檢測。國標已明確規(guī)定：焊接件前后兩次殘余應力的消除率應大于30%。

采用盲孔法對轉輥進行殘余應力檢測，首先采用JHMK多點殘余應力測量分析系統(tǒng)對未振動轉輥進行殘余應力測量，確定其應力水平，然后在振動時效后同樣位置的相同點上測量殘余應力值。測量過程是對工件表面進行磨光后貼上三向應變片，再將所有測點的全部應變片連接到JHYC靜態(tài)應變儀上，調*后進行用JHZK鉆孔裝置鉆孔，*后測量各應變片的釋放應變值，并根據測出的三個方向的應變值計算各測點的釋放應力，振動時效前后的殘余應力差值與原始殘余應力的比值，即為殘余應力消除率。

經振動時效處理后的轉輥殘余應力下降了40%以上，達到了標準。因此，可以認為通過試振所得到的工藝參數是合理的。