化工廠電石生產是一個不間斷的過程，只有在設備大修等特殊情況下才暫停生產。箱形水冷梁是電石生產爐上端的一直徑較大的箱形焊接構件，由于其結構尺寸大，須在現場組裝焊接，因此無法采用熱處理進行焊接后的應力消除。若生產過程中由于焊接問題而造成箱形梁漏水，就得停車檢修。不僅造成經濟損失，且給電石生產帶來危險。因此，生產廠家找到聚航科技，希望我們能夠解決這一問題。經雙方探討后，決定采用振動時效工藝消除箱形水冷梁的焊接應力。

箱形水冷梁結構形式

箱形水冷梁是用10mm厚的16MnR鋼板焊接而成。整體結構像個直徑8000mm的圓盤，*大外圓高250mm，其它中間部分的高為220mm。*大外圓、3個內圓及3個門形結構的剖面均為矩形，使用時內裝循環冷卻水，外面是燃燒室的煙道。為充分消除應力，選定1個主振點和1個輔振點。對構件采用4點（主振型）和3點（輔振型）對稱支撐。

振動時效工藝步驟

振動時效設備采用JH-700A智能頻譜交流振動時效設備，激振器偏心選第2檔，具體處理步驟如下。

• 用硬橡膠把水冷梁4點支起，激振器用卡具裝卡在水冷梁主振點處，并把磁鐵式減震器吸在水冷梁上。
• 把激振器連線接在控制箱上，并打開電源。
• 手動調節控制箱旋鈕，且從低向高調節激振器電機轉速，把激發水冷梁共振頻率調到54Hz左右。
• 水冷梁在53Hz頻率下振動水冷梁30min。
• 用硬橡膠把水冷梁改為3點支撐，用卡具把激振器改裝在水冷梁輔振點處，重復步驟3。把共振頻率調到54Hz，在52.8HZ下將水冷梁振動20min。

6.后采用盲孔法對振前、振后焊縫殘余應力進行測定。

總結

原箱形水冷梁焊接結構件中殘余應力值很高，焊縫*心σ₁值接近材料屈服極限。經振動時效處理后，焊縫中的殘余應力得到了降低、松弛且均化，σ₁的下降率達到30%以上，符合JB/T5926-91的要求。實踐證明振動時效工藝可用于箱形水冷梁的焊接應力消除。