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工作閘門支鉸鋼梁是由鋼板經火焰切割、校正、焊接等多道工序加工成型，在上述多道工序中會產生大量的殘余應力，當工件成型后，會因材料的原始狀態改變，導致工件內部因受力失衡，釋放部分殘余應力，使原有的加工狀態扭曲變形，影響工件后續加工正常進行和使用。因此，消除殘余應力是必要的程序。生產廠家找到聚航科技，希望我們能夠幫他們解決這一難題，經過雙方商量討論，決定采用振動時效工藝消除和降低鋼梁的焊接應力。

支鉸鋼梁實際情況

工作閘門支鉸鋼梁為箱型結構，上、下面板采用δ100mm鋼板，腹板采用δ80mm鋼板，外形尺寸為4550mm*2740m*1160mm（中墩）、3275mm*2740m*1160mm（邊墩）。

振動時效處理方案

根據支鉸鋼梁的結構形式，我們決定采用四點支撐方式，各支撐點在距兩端長度2/9處進行支撐，激振點位置選取三點。由于鋼結構是由多條縱橫焊縫焊接成，為了使焊縫區取得更好地時效效果，激振力所產生的正弦波應沿著焊縫的方向進行處理，采用多激振點、多頻率段、多激振力段進行時效處理，并根據工件固有頻率狀態和工件的共振狀態作調整振動時效工藝。

振動時效設備選用

根據工件的重量、結構、剛性、強度等物理指標，選擇振動時效設備型號JH-700A3智能頻譜交流振動時效設備，該設備的電機功率為2.2kw，激振力30kn，具有局部掃描、在線打印、多振型時效等*功能。

振動時效工藝過程

振前處理

現場整理：振動消除應力前應清理出地平，預留出放置橡膠墊彈性支撐和千斤頂與支撐的空間。支鉸鋼梁水平臥放。

橡膠墊放置；橡膠墊是振動測試所必須的支撐物。初步設計按4點支撐，每個支撐點用一個橡膠墊分別布置在鋼梁下方，橡膠墊放置完畢后，將鋼梁平穩落在橡膠墊上。檢查被振工件與周圍固定物及基礎之間應保持100mm以上的安全距離，復查橡膠墊與支鉸鋼梁接觸性能與穩定性。必要時橡膠墊下面可采用型鋼或方木鋪墊以保證穩定和基礎找平。

安裝激振器：將激振器安裝在支鉸鋼梁主振點處，激振器底座與支鉸鋼梁剛性連接（必要時可焊接臨時座板），并用卡具卡緊，然后將偏心調到抵擋。

安裝加速度傳感器：將加速度傳感器安裝在閘門的波峰處，連接好加速度信號線。

調整激振器檔位：用內六角扳手伸進偏心調整孔，松開偏心動輪的頂緊螺栓，并頂住動輪以使其不能轉動，用另一只內六角扳手旋轉偏心軸使偏心軸上的缺口對準所需的偏心檔位不動，用扳手擰緊偏心動輪即可。

確定殘余應力測試部位：標記出測試部位并編號，所有被測部位不得有涂層、飛濺及污物，被測表面不得用砂輪打磨、錘擊。測試部位按焊縫分布情況確定，每條焊縫不少于2處，總測點不少于6點。

振動時效處理過程

通過試振由設備自動尋找工件的共振峰，并把振前a-n過程曲線存儲起來，由分析程序確定激振頻率后進行振動時效處理，振動時效時間設定為15min，并把a-t過程曲線存儲起啦，設備自動對處理后的工件進行振動掃描，并把振后a-n曲線存儲起來，并把a-t、振前a-n、振后a-n曲線打印出來，供對比、判斷和留存，上述過程和曲線均由設備屏幕顯示。

總結

在支鉸鋼焊接制作完成后，按照事先制定的處理工藝進行振動時效處理，通過對支鉸鋼梁振動時效處理前后的應力測試數據比對，表明振動時效處理可有效降低焊接應力，達到了與退火熱處理消除焊接應力同樣的處理效果。通過實際證明，振動時效處理工藝在消除和降低焊接應力方面是有效可行的，并能防止或減少由于熱時效和焊接產生的微觀裂紋的發生。尤其在節省能源、縮短生產周期上具有明顯的效果。