振动焊接工艺应用说明

JB/T 11085—2011《振动焊接工艺参数选择及技术要求》中附件A

                                                    振动焊接工艺应用说明
一、其他类型焊接结构的振动焊接
虽然本标准限定了振动焊接技术的适用范围，但其他类型的接头或结构（如采用低匹配接头的钎焊、扩散焊焊接构件）也可参照本标准规定进行应用。
二、对裂纹敏感性较强接头结构的使用
应用振动焊接工艺的焊接结构应选用应力集中系数小的接头型式，应力集中系数一般不大于 2.8。 采用应力集中明显的焊接接头设计，如搭接接头、锁底接头、塞焊及非全焊透等焊接构件（见图 A.1），应按其应力集中系数增大倍率来限制振幅，通过试验来确定适合的振动参数。一般考虑用无振动外场条件下的焊接完成应力集中系数大的焊道；在必要时可以用氩弧焊打底，然后采用振动焊接进行填充和盖面。

图 A.1 典型接头结构示意图
三、从结构安全性考虑的工艺限制
由于振动焊接无去氢的功能，因此对于有抗脆断要求的焊接构件，不建议把振动焊接作为zui终工艺。 当振动焊接用于修补工艺时，特别对含碳量（或碳当量）较高的材料，必须首*行振动堆焊试验，
以确认工艺的可行性和具体工艺，包括振动焊接与其他工艺的组合。在确认可行的前提下，必须采用机 械磨削方法清除原有的缺陷，再进行振动外场补焊。因为残留微裂纹的应力集中作用及碳弧气刨的 增碳都可能导致新裂纹的产生。
四、振动焊接与其他工艺的组合
对于加工周期较长的构件，当振动焊接不能满足接头力学性能、尺寸稳定性、残余应力等技术 要求时，可将振动焊接作为复合工艺之一：
1、——振动焊接加冷却（热沉）控制；
2、——振动焊接加预热及后热处理；
3、——振动焊接加振动时效；
4、——振动焊接加热处理；
5、——振动焊接加锤击或超声冲击处理；
6、——振动焊接加机械法消应力处理。
五、构件的变形控制
1、——采用刚性拘束条件下的振动焊接，可以更有效控制焊接变形。
2、——振动焊接后依然变形超标的构件，应先矫形合格，再进行消应力处理。
六、振动焊接工艺的对比试验与评定
1、——新采用振动焊接工艺，应进行与非振动焊接工艺的对比试验或焊接工艺评定。
2、——对已通过评定的焊接工艺，为进一步提高接头品质（如减小焊接变形、降低焊接残余应力、提高断裂韧度等），在原焊接工艺上增加振动焊接工艺，如有效工艺的熔池振幅不大于6m/s2，则可以免除新的焊接工艺评定。
七、振动频率范围的确定
由于在焊接过程中构件的声学结构会发生一定变化，因此对采用质量偏心旋转式激振器的振动焊 接，振动控制频率应避开振幅与频率十分敏感的共振和亚共振范围，选择在共振峰前沿的频-幅缓升区 的频率范围内进行振动焊接，详见图 A.2。

图 A.2 振动控制频率选择示意图
八、熔池振幅的测量
熔池振动传感器与振动控制传感器的布置可参考图A.3，振动焊接的关键是对熔池振幅的有效控 制。用图A.3虚线框内放置的2个熔池振幅传感器来测量该区域的熔池振幅。控制传感器应远离焊缝及激振器。通过沿焊缝不大于500mm的等间距（见图 A.3 的细实线框）逐步进行控制传感器与熔池传感器振幅相关性试验，获得图A.4对应于图A.3的 1、3、5、7、9、11位置上试振的熔池振幅和相关的 控制传感器振幅。再用1、3位置时控制传感器振幅的平均值作为两位置的振幅估计值，以此类推，建立整个焊接过程（即1～11位置）的振动控制方案。实焊时则通过对控制传感器振幅的控制来实现对熔池振幅的控制。

图A.3熔池振动传感器与振动控制传感器布置示意图
对图A.3中，熔池通过1～11位置时的相关性测量和过程控制曲线如图A.4所示。

图A.4熔池振动传感器与振动控制传感器相关性试验和振动焊接工艺曲线示意图