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磨機筒體為大型鉚焊件，制造時要經(jīng)過卷板、焊接等多道成形工序，還需對筒體進行整體退火熱處理，以消除成形、焊接等工序產(chǎn)生的內(nèi)、外應(yīng)力。但進行退火熱處理時，會造成大量的人力物力消耗，而且熱處理時間長，延長了磨機筒的生產(chǎn)周期。為了縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源，降低成本。工廠需尋找新型消除應(yīng)力方法，經(jīng)過對方研究討論后，采用振動時效設(shè)備對磨機筒進行振動時效研究，探討其可行性論證。

振動時效設(shè)備及試驗方

采用聚航科技生產(chǎn)的JH-700A全功能頻譜振動時效設(shè)備，由激振器夾持在試驗件上作為激振源，用兩點彈性支撐工件的方法進行。

采用盲孔法對筒體焊縫中心線、焊縫熔合線和熱影響區(qū)等部位進行殘余應(yīng)力測試，比較分析測試結(jié)果，以判斷使用振動時效方法能否達到采用熱處理退火時消除殘余應(yīng)力的效果。

振動時效工藝方案

振動時效和殘余應(yīng)力測試選定在Φ4.6m*10m*3.5m中卸烘干磨兩端筒體（均已退火）的對接焊縫中進行，殘余應(yīng)力測試由聚航科技專業(yè)的技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場進行測試。

振動時效處理前殘余應(yīng)力測試

1. 殘余應(yīng)力測試共檢測3個部位，10個點各2個方向殘余應(yīng)力，即：

a. 3個部位分別為已退火的一條縱向焊縫A，一條對接未退火的環(huán)向焊縫B（在筒體*高處）和其對應(yīng)180°的未退火的環(huán)向焊縫C（在筒體*低處）。

b .10個點為焊縫A部位中焊縫中心線一點，焊縫熔合線一點和熱影響區(qū)一點，共3點；焊縫B部位為焊縫中心線一點，焊縫熔合線中兩平行線上各一點和熱影響區(qū)一點，共4點；焊縫C部位為焊縫中心線一點，焊縫熔合線一點和熱影響區(qū)一點，共3點。

C .每一測試點測試2個方向殘余應(yīng)力，一個方向為沿焊縫方向，另一個方向為垂直焊縫方向。

振動時效處理

準備

a. 用橡膠墊支撐筒體；

b. 激振器剛性地固定在筒體中心部位腰形孔上；

c. 拾振器固裝在未退火的對接環(huán)向焊縫附近。

筒體試振

a. 選擇激振器偏心檔位，采用手動旋鈕尋找檔位，工分別試找了2、3、4、5、8檔位；

b. 進行*一次掃頻，找出共振的頻率及動應(yīng)力峰值的大??；

c. 選擇*大的共振頻率作為主振頻率。

筒體主振

a. 進行振前掃頻，記錄振前的振幅頻率（A-F）曲線；

b. 主振筒體，記錄振幅時間（A-T）曲線；

c. 進行振后掃頻，記錄振幅頻率（A-F）曲線。

筒體振動控制方法為自動振動31min；手動控制振動50min。

筒體振動結(jié)果與振動時效效果分析

根據(jù)振動過程中的振幅時間（A-T）曲線和振幅頻率（A-F）曲線變化監(jiān)測可知：振幅時間（A-T）曲線上升后變平；振幅頻率（A-F）曲線振后的比振前的峰值點左移；振幅頻率（A-F）曲線振后的比振前的峰值升高。

根據(jù)JB/T5926-2005標準中4、1、2款的判定依據(jù)，滿足其5條中的一條即為達到振動時效工藝效果，而此次振動時效上述3條均為滿足5條中的一條，所以本次振動時效有效，達到了振動時效工藝效果。

振動時效處理后殘余應(yīng)力測試

殘余應(yīng)力測試部位、點數(shù)、應(yīng)力方向、殘余應(yīng)力測試方法均與振動時效處理前殘余應(yīng)力測試方法相同。

測試結(jié)果分析

從筒體殘余應(yīng)力測試數(shù)據(jù)可以得出：

1. 未退火焊縫振動時效前殘余應(yīng)力*大達189MPa，振動時效后其*大殘余應(yīng)力降為44MPa，接近退火焊縫振動時效前*大殘余應(yīng)力值37MPa。

2. 未退火焊縫振動時效前后殘余應(yīng)力降低值*大為124MPa，*大應(yīng)力降低百分數(shù)為97.5%，說明振動時效對殘余應(yīng)力的消除作用是顯著的。

3. 未退火焊縫振動時效處理后，殘余應(yīng)力基本都降低，效果明顯。

4. 未退火焊縫中平行焊縫均受拉應(yīng)力，振動時效后，殘余應(yīng)力值下降迅速。

5. 振動時效設(shè)備對大型磨機筒體的焊縫殘余應(yīng)力消除是有一定作用的，其在某相同部位及相同方向殘余應(yīng)力降低平均值在40-99MPa，平均降低應(yīng)力48%-76%。

6. 未退火焊縫中焊縫中心線與熔合線部分區(qū)域的垂直焊縫殘余壓應(yīng)力有增加趨勢，我們認為此壓應(yīng)力對焊縫在正常工況下是有利的。