专利名称：：超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法
技术领域：
：本发明涉及一种对钢板焊接件消除应力的方法，具体地说是一种对超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法。
背景技术：
：由钢板焊接构成的构件存在有焊接应力，对于焊接应力在国内外有利用振动时效消除的研究与应用。目前，采用振动时效处理的钢板焊接件仅限于钢板厚度小于25mm的构件，对于由超厚钢板焊接构成的大型箱型组合钢梁的焊接应力的消除，仍采用热时效处理的方法。例如，水利工程的河道枢纽中所用的弧形闸门支铰钢梁就是一种由超厚钢板焊接构成的大型箱型组合钢梁，目前，对于弧形闸门支铰钢梁的焊接应力的消除仍采用热时效处理的方式，采用热时效处理存在的欠缺是所用设备成本高、耗能大、处理工期长、人力消耗大、对环境污染大、施工安全隐患大。
发明内容本发明的目的在于提供一种超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，该方法可较好的消除超厚板箱型组合钢梁的焊接应力。为实现上述目的，本发明采用以下方案超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，包括以下步骤将组合钢梁以水平卧放状态由三只以上的弹性垫平稳支撑；选取组合钢梁上各弹性垫支撑所形成的悬臂较远端为激振点；依次分别在各激振点上固定激振器，由激振器的振动使组合钢梁达到共振610分钟。在以上方案中，还包括以下具体内容组合钢梁由三只呈三角形布局的弹性垫支撑。每次在一激振点安装激振器后，在组合钢梁上对应于该激振点的最远处安装拾振器，在振动时，由拾振器将振动数据传输给振动时效控制装置，获得时效曲线。激振器的施振方向与组合钢梁腹板和翼板间的组合焊缝方向一致。各弹性垫距所靠近的组合钢梁一侧边沿的距离要求为，以悬臂尽量长、且构件被支撑稳定为准。由上述方案可见，组合钢梁在激振器所施外力作用下产生共振，利用激振器附加的周期应力与组合钢梁的残余应力叠加，造成构件局部产生塑性变形，使组合钢梁的残余应力得到松弛、均化和消除，金属基体的抗变形能力得到提高。本发明提供的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法与现有的热时效处理方法相比，具有成本小、处理时间短、无环境污染、施工安全性好的特点。本方法为消除超厚钢板焊接的钢构件的残余应力奠定了基础，它具有重要的理论意义和工程应用价值。附图为本发明一实施例所处理的一种超厚板箱型组合钢梁的结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例进一步说明本发明。附图为一种弧形闸门支铰钢梁的结构示意图，该弧形闸门支铰钢梁4为超厚板箱型组合钢梁，其外形尺寸为4550X2740X1160(mm)，重量27吨，前、后翼板4a为S100钢板、腹板4b、腹板4c为S80钢板、中间隔板4d为S60钢板。对该支铰钢梁的时效处理采用ZSVSRKL-30B-IV型智能时效振动装置，该时效振动装置主要配备有控制箱、激振器、弹性垫、拾振器、数据线、打印机等，效振动装置的主要技术参数如下电机调速范围08000r/min;最大激振力30(KN);可处理工件最大重量30(T);电机功率2.2KW;稳速精度±lr/min;稳频精度±0.0166;加速度测量范围0999;定时范围099(min);打印功能a—n、a-t曲线参数及参数对比；可调档位0180;供电电源170260V50HZ。参照附图，对该支铰钢梁进行消除应力的处理包括以下具体步骤1、清理出一片平整的场地；2、取三只弹性垫1、2、3，将它们按三角形布置在场地上(即三只弹性垫之间的连线构成三角形)，然后将支铰钢梁4水平放置在三只弹性垫上，要求弹性垫与支铰钢梁4间可靠接触，各弹性垫距所靠近的支铰钢梁4一侧边沿的距离要求为以悬臂尽量长、且构件被支撑稳定为准，本实施例中，各弹性垫1、2、3距所靠近的支铰钢梁长度方向一侧边沿的距离L为1500mm，弹性垫1、2距所靠近的支铰钢梁4宽度方向一侧边沿的距离S为250mm，弹性垫3处在宽度方向居中处，另外，支铰钢梁4周围1米以内不得有其它物体；3、先选取支铰钢梁4上一弹性垫3支撑所形成的悬臂较远端为激振点A，将激振器5固定安装在该激振点A处，并要求激振器与支铰钢梁刚性连接，激振器的偏心档位90度，另外，要求激振器的施振方向与支铰钢梁的腹板和翼板间的组合焊缝一致。4、在支铰钢梁上对应于该激振点A的最远端&处安装拾振器；5、将激振器、拾振器与控制箱相接，由控制箱控制激振器的转动，且在振动时效时，由拾振器将振动数据传输给控制箱；6、设定激振器的最高转速为6500r/min、最高加速度为200m/s，通过扫频的方式获得使支铰钢梁达到共振时激振器的转速为6450r/min;7、取最高加速度的1/31/2为激振器的加速度、将激振器5的转速设定为6450r/min、时效时间设定为8min，由控制箱控制，使支铰钢梁4实现一次由激振器引起的共振，完成一次振动时效处理，并同时由拾振器将获得的振动数据传输给控制箱；8、再选取支铰钢梁4上弹性垫2支撑所形成的悬臂较远端为激振点B，在激振点B处安装激振器，在支铰钢梁4上对应于该激振点的最远端B工处安装拾振器，重复上述37的步骤，使支铰钢梁4再实现一次由激振器引起的共振；9、再选取支铰钢梁4上弹性垫1支撑所形成的悬臂较远端为激振点C，在激振点C处安装激振器，在构件4上对应于该激振点C的最远端Q处安装拾振器，重复上述37的步骤，使支铰钢梁4再实现一次由激振器引起共振；10、振动时效处理完毕后，由打印机打印出a-t、a-n曲线。通过上述方法对支铰钢梁进行振动时效处理后，观察a-t曲线，对比振前、振后a-n曲线，对激振效果曲线进行判定，符合JB/T10375-2002第6.1款和JB/T5926-2005第5.1.2款之规定1阶a-n曲线幅宽变窄，a-t曲线变平；2阶a-n曲线幅宽变窄，a-t曲线变平；3阶a-n曲线幅宽变窄，a-t曲线变平。根据实检，支铰钢梁残余应力平均降低率均高于30%，支铰钢梁整体消应效果满足JB/T10375-2002第6.2.1款和JB/T5926-2005第5.2款"应力消除率应大于30%"之规定，判定振动时效有效。另外，振动时效完成后，对支铰钢梁进行UT、MT检测(超声检测、磁粉检测)，与振前数据对比分析，未产生焊缝缺陷扩展。本发明提供的消应方法与传统的热时效处理方法对上述弧形闸门支铰钢梁进行批量处理的综合效益对比见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由上表可以看出，本发明提供的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法与现有的热时效处理方法相比，具有成本小、处理时间短、无环境污染、施工安全性好的特点。权利要求超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，其特征在于包括以下步骤将组合钢梁以水平卧放状态由三只以上的弹性垫平稳支撑；选取组合钢梁上各弹性垫支撑所形成的悬臂较远端为激振点；依次分别在各激振点上固定激振器，由激振器的振动使组合钢梁达到共振6～10分钟。2.根据权利要求1所述的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，其特征在于组合钢梁由三只呈三角形布局的弹性垫支撑。3.根据权利要求1所述的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，其特征在于每次在一激振点安装激振器后，在组合钢梁上对应于该激振点的最远处安装拾振器，在振动时，由拾振器将获得的振动数据传输给振动时效控制装置，获得时效曲线。4.根据权利要求1所述的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，其特征在于激振器的施振方向与组合钢梁腹板和翼板间的组合焊缝方向一致。全文摘要超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法，包括以下步骤将组合钢梁以水平卧放状态由三只以上的弹性垫平稳支撑；选取组合钢梁上各弹性垫支撑所形成的悬臂较远端为激振点；依次分别在各激振点上固定激振器，由激振器的振动使组合钢梁达到共振6～10分钟。本发明提供的超厚板箱型组合钢梁焊接消应方法与现有的热时效处理方法相比，具有成本小、处理时间短、无环境污染、施工安全性好的特点。本方法为消除超厚钢板焊接的钢构件的残余应力奠定了基础，它具有重要的理论意义和工程应用价值。文档编号C21D10/00GK101736145SQ200910185830公开日2010年6月16日申请日期2009年12月3日优先权日2009年12月3日发明者吴其保,左敦厚,李仲友,王孝虎,黄守琳,黄祚继申请人:安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院;安徽水利开发股份有限公司