Вибрационная обработка сварочных конструкций

27 сентября 2017
Категории: Напряжения и деформации

Изготовленные сварочные конструкции из низкоуглеродистых сталей могут изменять рамки допуска после длительного хранения и механической обработки. Это связано с остаточными напряжениями, которые возникают если изделие поддавалось сварке. Причиной изменения размеров конструкции могут быть изменение температуры, влияние монтажных, эксплуатационных или транспортных условий. Чтобы поддерживать стабильные размеры готовых сварочных конструкций им дополнительно проводят термическую обработку. В связи с низкой энергоэффективностью термической обработки в современном производстве часто прибегают к использованию вибрационной обработки сварочных конструкций.

Вибрационная обработка

Фото. Вибрационная обработка металлоконструкции

В сущности метода вибрационной обработки лежит метод создания переменных напряжений определенной силы с помощью вибраторов. К переменным напряжениям добавляют сварочные и при достижении границы текучести проходит пластическая деформация. Последнее повышает стойкость конструкции к произвольному деформированию, уменьшает и перераспределяет напряжения.

Для проведения вибрационной обработки изделие устанавливают на опоры, закрепляют при помощи струбцин или болтов вибратор. Также крепится датчик частоты и амплитуды колебаний. Постепенно частоту колебаний повышают к максимальной устанавливая резонансные частоты на которых металл обрабатывают.

Блок управления процессом

Фото. Управление процессом

Ключевой параметр обработки — амплитуда и время воздействия. Если правильно выбрать параметры, можно добиться 40-60% снижения остаточных напряжений. Использование вибрационной обработки значительно сокращает цикл стабилизирующей обработки и значительно уменьшает потребление электрической энергии. Также снижаются затраты на очистку изделия и подготовку к покраске. Для проведения вибрационной обработки деталь ненужно транспортировать деталь к печи и т. п.

В качестве оборудования используют специальные механические инерционные дебалансные вибровозбудители, которые входят в комплект установок У912, 489ПМ, ВКСР-200, Альфа-3, ВК-90 и другие. Такие вибровозбудители могут развивать силу до 7 × 10Ньютон. В частотном диапазоне до 200 Гц.

Вибрационную обработку сварочных конструкций можно использовать при одиночном производстве, мелкосерийном и серийном производстве благодаря низкой стоимости оборудования, простоте его обслуживания и низкой энергоемкости.