蒸汽轮机铸件振动时效与热时效效果对比

蒸汽轮机铸件是属于大型的铸钢件，在生产过程中易产生开裂、变形等缺陷，这些缺陷是由较大的应力导致的。传统的消除应力的方法是热时效，但热时效不能完全解决这个问题并产生极大的资源浪费。因此，急需寻找另一种方法代替。经过考察研究后，决定采用振动时效方法。通过对比试验，验证振动时效效果。

振动时效工艺

振动时效工艺是将激振器固定在铸件的适当位置，通过振动时效设备的控制系统，根据铸件的吨位大小和形状调节参数，使连接在铸件上的传感器接收的信号达到*大值，此时表明铸件已达到共振。在该状态下持续振动一段时间，即可达到消除应力的目的。

振动前先将铸件垫在橡胶垫上，一般选3-4个支撑点，支撑高度为100mm-200mm，确保铸件支撑平稳、牢固。

激振器偏心距的大小反应了激振器振动幅度的大小，对于吨位不同的铸件，激振器偏心距调节应该在一定范围内，这样有利于更快速达到共振。

用夹具将激振器固定在铸件上，装卡时应选择靠近铸件中部的易装卡部位。再将传感器吸附在铸件表面，传感器的吸附位置应选择铸件上振动较明显的部位，此部位*能反映铸件的整体振动效果。

偏心距确定后，通过控制系统控制激振器的转速，在此过程中寻找共振点。安全转速范围一般不能超过6000r/min，转速过高容易烧坏控制器的保险。当转速超过6000r/min时，铸件仍没有达到共振，因此要重新调节偏心距来确定共振点，直至铸件达到共振为止。

振动时效提高焊接合格率

针对公司生产的蒸汽轮机铸件，通过盲孔法测量了不同生产节点铸件的应力，确定了产生较大应力的工序存在缺陷铲磨、焊接等问题。通过A类蒸汽轮机铸件在焊接前后各工序的应力值，可以看到在缺陷铲磨及焊接后均有较大的应力。因此，需要用过振动时效来消除或降低这些工序铸件的残余应力。

由于缺陷铲磨完后即进行焊接，在焊接前进行振动时效，可降低铲磨产生的应力，有利于焊接。

通过焊接前采用振动消应力与传统焊接方法的合格率对比可看出，焊接前进行振动消应力对焊接合格率有着明显的提升。

振动消应力不仅可以提高首次焊接的合格率，还能减少焊接次数及缺陷数量，从对铸件进行振动消应力后平均焊接次数及平均缺陷数量的降幅对比可看出，对铸件进行振动消应力后，平均焊接次数及平均缺陷数量的降幅*高可达40%和48%。

振动时效与热处理效果对比

通过A类蒸汽轮铸件热时效与振动时效两种方式消应力的效果对比可看出，热处理消应力效果稳定，具体数据好于振动消应力，但也可以看出，在某种程度上，振动时效与热时效应力水平效果相当，在很多情况下可以替代热时效，从而降低铸件残余应力。

由于振动时效时间短，资源消耗低，在替代热时效处理的情况下，能为企业节省资源，降低成本，提高生产效率。

结论

通过大量实验证明，振动时效在蒸汽轮机铸件生产中有着良好的效果。

1. 焊接前进行振动时效降低铸件的残余应力，能够将焊接合格率提高6%-13%，同时也能减少焊接次数和缺陷数量、

2. 焊接后进行振动时效能够部分代替热处理，降低成本，节省资源，每减少热处理炉1次可节约20000元成本。