振动时效工艺在焊接过程中的应用

 振动时效工艺     |      2018-12-04 16:06

振动焊接定义

振动焊接是在正常焊接过程中给焊件施加周期性的外力(激振力), 使焊件振动, 从而达到降低焊接残余应力, 提高焊接质量的一种新型焊接工艺。振动焊接不仅能降低焊接残余应力, 而且能够大大地改善焊接质量, 提高焊缝的机械性能, 同时, 由于应力释放是在焊接过程中进行的, 因而省去了焊后消除应力的工序。振动时效设备往往作为激振力的来源。

 

振动焊接消除应力的原理 

 

机械振动焊接时, 
1、振动焊接加强了对熔池的搅拌作用,改善熔池金属与其周围固态金属的接触, 加强了熔池与周围金属的热传递,使焊缝周围的温度分布与未振动焊接的温度分布有较大改变, 即各部分的温度梯度减小,不均匀塑性变形减小, 与温度梯度相关的、作为热应力的最终状态的直接应力就减小。

 

振动焊接

 

2、振动焊接时, 有利于熔池散热, 使结晶时的温度较正常焊接时低, 有利于形成晶核,当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时, 最有利于晶粒长大, 它可以一直长到熔池中心, 形成粗大的柱状晶体。

3、振动还使晶核提前形成, 成长中的枝晶破碎, 致使形核率和晶核数目增加, 从而达到晶粒细化, 组织分布均匀的目的, 消除由于粗大晶体聚集焊缝而引起的应力集中,降低了残余应力。

4、由于振动, 在结晶过程中使气泡、杂质等容易上浮, 氢气易排除, 焊缝材料与母材过渡连接均匀、平缓, 降低应力集中, 提高焊接质量。
振动焊接是在普通焊接工艺和振动时效技术的基础上, 增加稳频稳幅辅助机械振动的新工艺。这种工艺可以细化焊缝晶粒, 并改善焊接变形和焊接残余应力。对超大型、厚板焊接钢结构应用振动焊接工艺可减少矫形和消应力的工作量, 提高产品质量, 缩短生产周期, 降低生产成本。可以预言, 振动焊接的推广和应用必将给焊接生产行业带来巨大的经济效益。