自走式联合收割机焊接应力消除案例分析

自走式联合收割机的底盘全部都是焊接结构件，由于底盘结构较为复杂，各构件之间所承受的载荷不同，体积较大，装配精度要求较高，因此容易出现由于焊接后未能及时消除焊接后的残余应力，使构件出现弹性或塑性变形，影响装配精度的情况，为以后的使用过程中留下隐患。

之前消除焊接残余应力，多采用热时效、自然时效，但该处理方法占用很大的资金、场地、且耗费时间长，工件易锈蚀。所以生产厂家找到聚航科技，希望找到更好的消除焊接应力方法代替，经过商量讨论后，决定采用振动时效设备，对收割机车架焊接残余应力进行振动时效处理。

频率参数的选择

从振动时效的机理可知，原则上凡能施加给*件一定附加应力的载荷，无论是静载、动载、冲击、随机振动或周期振动，都有利于*件残余应力的消除和尺寸的稳定。由此可知，理论上振动时效对频率的选择没有严格的要求。

然而，实际上在所有各种频率的加载形式中，只有在*件的固有频率下进行共振才*经济、*简便，所得到的附加应力也是*大。

动应力的选择

动应力是振动时效中有决定作用的参数，它与*件中被消除的原始残余应力有直接关系，对*件被处理后的强化和尺寸精度稳定化有直接关系。动应力值得实际大小，还受到激振器功率、激振位置、被振动件的结构刚性和支撑状态等因素的影响，因此，*件在实际振动处理过程中，可供选择的动应力值一个范围。

振动时间的选择

由于各*件的结构和质量大小不同，残余应力的大小和分布也不同，选用的振动时间也应有所不同。振动时间的长短对振动时效的效果，尤其是获得*佳技术和经济效果是有影响的。目前在生产实践中，一般由以下几种因素确定振动时效的时间参数：1.按*件质量来确定振动时间。2.按*件振动过程中的塑性变形基本停止的时间来确定振动时间。3.按*件振动过程中的振动响应（即共振峰、振幅）激振的激振力变化来确定振动时间。

振动时效效果的评定

评定振动时效的效果有两种方法，一种是定量测、一种是定性测。这次试验采用定性测试-振动参数曲线法，有激振点振动参数控制法和振动始末扫频曲线比较法，依照《振动时效工艺参数选择及技术》中的规定，当参数符合如下条件之一即可判定达到振动时效工艺要求；

1. 振幅时间曲线上升后变平

2. 振幅时间曲线上升后下降然后变平

3. 振幅频率曲线振后比振前峰值升高

4. 振幅频率曲线振后比振前峰值点左移

5. 振幅频率曲线振后比振前带宽变窄

对车架工件进行振动时效处理后计算机所打印的曲线做分析，若处理后的参数曲线符合上述情况的任一条件，就可判定工件的焊接残余应力是否已被消除和均化。

结论

试验证明，焊接件的结构尺寸稳定性不仅仅是残余应力数值的大小，还有残余应力的均匀性。通过对车架振动时效处理，不仅消除了焊接残余应力，而且消除了应力的峰值，使残余应力均匀化，提高了*件的疲劳*限。

在试验过程中，车架的处理时间需20min，便可进行整机装配，大大提高了生产率，降低了生产成本。因此，采用振动时效工艺消除自走式联合收割机底盘的焊接应力是可行的。

实验证明，振动时效处理方法是今后对金属材料生产的*部件，特别对焊接应力消除是较好的方法。