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磨機筒體為大型鉚焊件，制造時要經過卷板、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、焊接等工序產生的內、外應力。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周期。為了縮短生產周期，節約能源，降低成本。工廠需尋找新型消除應力方法，經過對方研究討論后，采用振動時效設備對磨機筒進行振動時效研究，探討其可行性論證。

振動時效設備及試驗方

采用聚航科技生產的JH-700A全功能頻譜振動時效設備，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等部位進行殘余應力測試，比較分析測試結果，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力的效果。

振動時效工藝方案

振動時效和殘余應力測試選定在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，殘余應力測試由聚航科技專業的技術人員在生產現場進行測試。

振動時效處理前殘余應力測試

1. 殘余應力測試共檢測3個部位，10個點各2個方向殘余應力，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向焊縫B（在筒體*高處）和其對應180°的未退火的環向焊縫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一點，共3點。

C .每一測試點測試2個方向殘余應力，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力峰值的大小；

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。

筒體振動結果與振動時效效果分析

根據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JB/T5926-2005標準中4、1、2款的判定依據，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力測試

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

測試結果分析

從筒體殘余應力測試數據可以得出：

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

2. 未退火焊縫振動時效前后殘余應力降低值*大為124MPa，*大應力降低百分數為97.5%，說明振動時效對殘余應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力，振動時效后，殘余應力值下降迅速。

5. 振動時效設備對大型磨機筒體的焊縫殘余應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力降低平均值在40-99MPa，平均降低應力48%-76%。

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