圆板钢结构的振动时效去应力处理

某军工结构件直径约6000mm，板厚20mm，重约8t。主体由三块钢板拼焊而成，上面有若干筋板。焊后*大的残余应力达460MPa，残余变形达30mm，而工艺要求焊后残余变形不得大于10mm。为了消除残余变形，确保尺寸精度，首先制作一个直径6000mm的钢圈，将主体板结构压平并焊牢。使其残余变形转化为内应力，然后使用JH振动时效设备进行残余应力消除。

振动时效的原理是将工件在固有频率下进行数十分钟的振动，以振动的形式对工件施加附加应力，当附加应力与残余应力叠加后，达到或超过金属材料的屈服强度时，在工件内部发生微观和宏观塑性变形，使其残余应力降低和均化。

我们以A处作为主振点，在一阶频率附近振动30min，以B、C位为辅振点，在二阶频率附近各振15min。然后取下钢圈，残余变形*大为9mm，满足了工艺要求。使用JH振动时效设备残余应力消除效果较好，应力值平均下降了52%，应力*差也由原来的403MPa下降到180MPa，由此可见，振动时效处理不但可以降低残余应力，消除残余变形，还可以使其应力均化，稳定结构尺寸。

振动时效法适用于对单件结构作整体应力处理，具有良好的综合性能，不仅能降低残余应力，减少残余变形，且能使应力均化，对稳定结构尺寸非常有利。相对于传统的热处理方法还具备投资少、处理周期短、使用方便，节能环保等优点。