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蒸汽輪機(jī)鑄件是屬于大型的鑄鋼件，在生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生開(kāi)裂、變形等缺陷，這些缺陷是由較大的應(yīng)力導(dǎo)致的。傳統(tǒng)的消除應(yīng)力的方法是熱時(shí)效，但熱時(shí)效不能解決這個(gè)問(wèn)題并產(chǎn)生大的資源浪費(fèi)。因此，急需尋找另一種方法代替。經(jīng)過(guò)考察研究后，決定采用振動(dòng)時(shí)效方法。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證振動(dòng)時(shí)效效果。
振動(dòng)時(shí)效工藝
振動(dòng)時(shí)效工藝是將激振器固定在鑄件的適當(dāng)位置，通過(guò)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的控制系統(tǒng)，根據(jù)鑄件的噸位大小和形狀調(diào)節(jié)參數(shù)，使連接在鑄件上的傳感器接收的信號(hào)達(dá)到*大值，此時(shí)表明鑄件已達(dá)到共振。在該狀態(tài)下持續(xù)振動(dòng)一段時(shí)間，即可達(dá)到消除應(yīng)力的目的。
振動(dòng)前先將鑄件墊在橡膠墊上，一般選3-4個(gè)支撐點(diǎn)，支撐高度為100mm-200mm，確保鑄件支撐平穩(wěn)、牢固。
激振器偏心距的大小反應(yīng)了激振器振動(dòng)幅度的大小，對(duì)于噸位不同的鑄件，激振器偏心距調(diào)節(jié)應(yīng)該在一定范圍內(nèi)，這樣有利于更快速達(dá)到共振。
用夾具將激振器固定在鑄件上，裝卡時(shí)應(yīng)選擇靠近鑄件中部的易裝卡部位。再將傳感器吸附在鑄件表面，傳感器的吸附位置應(yīng)選擇鑄件上振動(dòng)較明顯的部位，此部位最能反映鑄件的整體振動(dòng)效果。
偏心距確定后，通過(guò)控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)速，在此過(guò)程中尋找共振點(diǎn)。安全轉(zhuǎn)速范圍一般不能超過(guò)6000r/min，轉(zhuǎn)速過(guò)高容易燒壞控制器的保險(xiǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)6000r/min時(shí)，鑄件仍沒(méi)有達(dá)到共振，因此要重新調(diào)節(jié)偏心距來(lái)確定共振點(diǎn)，直至鑄件達(dá)到共振為止。
振動(dòng)時(shí)效提高焊接合格率
針對(duì)公司生產(chǎn)的蒸汽輪機(jī)鑄件，通過(guò)盲孔法測(cè)量了不同生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)鑄件的應(yīng)力，確定了產(chǎn)生較大應(yīng)力的工序存在缺陷鏟磨、焊接等問(wèn)題。通過(guò)A類蒸汽輪機(jī)鑄件在焊接前后各工序的應(yīng)力值，可以看到在缺陷鏟磨及焊接后均有較大的應(yīng)力。因此，需要用過(guò)振動(dòng)時(shí)效來(lái)消除或降低這些工序鑄件的殘余應(yīng)力。
由于缺陷鏟磨完后即進(jìn)行焊接，在焊接前進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效，可降低鏟磨產(chǎn)生的應(yīng)力，有利于焊接。
通過(guò)焊接前采用振動(dòng)消應(yīng)力與傳統(tǒng)焊接方法的合格率對(duì)比可看出，焊接前進(jìn)行振動(dòng)消應(yīng)力對(duì)焊接合格率有著明顯的提升。
振動(dòng)消應(yīng)力不僅可以提高*次焊接的合格率，還能減少焊接次數(shù)及缺陷數(shù)量，從對(duì)鑄件進(jìn)行振動(dòng)消應(yīng)力后平均焊接次數(shù)及平均缺陷數(shù)量的降幅對(duì)比可看出，對(duì)鑄件進(jìn)行振動(dòng)消應(yīng)力后，平均焊接次數(shù)及平均缺陷數(shù)量的降幅*高可達(dá)40%和48%。
振動(dòng)時(shí)效與熱處理效果對(duì)比
通過(guò)A類蒸汽輪鑄件熱時(shí)效與振動(dòng)時(shí)效兩種方式消應(yīng)力的效果對(duì)比可看出，熱處理消應(yīng)力效果穩(wěn)定，具體數(shù)據(jù)好于振動(dòng)消應(yīng)力，但也可以看出，在某種程度上，振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效應(yīng)力水平效果相當(dāng)，在很多情況下可以替代熱時(shí)效，從而降低鑄件殘余應(yīng)力。
由于振動(dòng)時(shí)效時(shí)間短，資源消耗低，在替代熱時(shí)效處理的情況下，能為企業(yè)節(jié)省資源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。
結(jié)論
通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，振動(dòng)時(shí)效在蒸汽輪機(jī)鑄件生產(chǎn)中有著良好的效果。
焊接前進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效降低鑄件的殘余應(yīng)力，能夠?qū)⒑附雍细衤侍岣?%-13%，同時(shí)也能減少焊接次數(shù)和缺陷數(shù)量、
焊接后進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效能夠部分代替熱處理，降低成本，節(jié)省資源，每減少熱處理爐1次可節(jié)約20000元成本。
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