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JB／T 11085-2011 振动焊接工艺参数选择及技术要求.pdf

本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）归口。 本标准起草单位：上海交通大学、上海宝冶建设有限公司、宝山钢股份有限公司。 本标准主要起草人：陈立功、徐济进、曲金光、卢立香、屈朝霞、饶德林、余春。 本标准为首次发布。

动焊接工艺参数选择及技术要习

本标准规定了结构钢振动焊接术语和定义、振动源和检验装置的选择、工艺参数选择、振动焊接效 果与评定、振动焊接工艺文件。 本标准适用于钢结构件的振动焊接

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件泄洪洞洞身开挖施工组织方案，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研 究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 JB/T5925（所有部分）机械式振动时效装置 JB/T10375焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求

的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研 究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 JB/T5925（所有部分）机械式振动时效装置 JB/T10375焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 振动焊接vibratorywelding 在焊接过程中，对构件注入振动外场，以提高焊接接头品质的焊接工艺。 3.2 激振器exciter 形成振动外场的振动器；对质量偏心旋转式激振器，其输出参数包括功率（单位为W）、偏心距（%） 与转速（单位为r/min)；对质量块往复式激振器，其输出参数包括功率（单位为W）、质量块质量（单 位为kg）、振动频率（单位为Hz）和质量块行程（单位为mm）。 3.3

熔池振幅与熔池振动传感器

熔池振动传感器是设在熔池周边，能在焊接过程连续有效工作10s以上的专用加速度传感器。 振动焊接的熔池振幅：2个跨焊缝放置的传感器所测得的振动加速度平均值，单位为m/s²；这2个 传感器放在一个以焊缝为纵轴，横边不大于300mm、纵边不大于400mm矩形对顶角上；该矩形纵边 的最大长度应保证在相同振动控制条件下，单个熔池传感器测得的振幅与期望振幅的偏差不大于 ±15%。

远离焊缝和激振器，固定在能敏感反映整个焊接过程振动的位置，在整个施焊时间内能不受焊 用于振动参数监控的振动加速度传感器。

振动控制传感器与熔池振动传感器的相关性correlationbetweenvibrationcontrolsensorand poolvibrationsensor 以保证熔池获得稳定的期望振幅为目标，通过试振时的同步对比测量，建立振动控制传感器与熔池 振动传感器对应关系（表或曲线）：其与焊接时序组合形成焊接过程的振动控制方案

应符合下列技术要求。

该系统应有良好的抗电弧干扰能力，能在高频引弧条件下正常工作。同时，系统工作时也不会 焊接设备的干扰。

4.2部件的耐冲击性能

激振器和振动传感器有良好的耐冲击性能，随机抽样的激振器能承受3次0.3m高度对钢板地面的 自由落体冲击；随机抽样的振动传感器能承受10次0.5m高度对钢板地面的自由落体冲击；冲击后， 其内部结构及使用性能保持正常，

4.3振动源的调幅、稳幅性能

振动源应保证在焊接区域形成稳幅精度在土15%以内、振动加速度平均值为（2～20）m/s”且连续 可调的振动。

4.4熔池振动传感器的可靠性

熔池振动传感器能避免焊接干扰，实现有效测量，且在10s时间内不因电弧的电位、光、 福 辐射以及飞溅而损坏

4.5系统电气的技术要

振动传感器与测量电路的综合误差应小于2.5%。在工作频率范围的增益稳定性应小于土1.5 量系统应具有振幅的平均值、有效值与最大值以及频率（或转速）的实时显示功能

4.6一体化系统的技术要求

以上技术要求仅适合采用质量偏心旋转方式进行振动焊接的装置。其他方式的振动装置，例如对振 动焊接构件采用质量往复振动方式、连续冲击方式和机械注波方式等，可参考本规定。 对振动源与检测装置的其他要求按JB/T5925的规定。

5.1试振及振动参数的确定

B/T11085—2011

5.2独立构件振动与非独立构件振动

激振器固定在构件上，在激振装置的功率和频率范围内，如能激起响应，即可进行独立构件的振动 焊接。对固有频率较高的构件，当无法采用独立构件振动时，可采取降频措施的非独立构件振动。主要 的降频措施包括悬臂、串联、组合振动等方法。具体方法按JB/T10375的规定

5.3应用振动台的振动焊接

将一个或多个构件装卡在振动平台上，对需环焊的旋转件则可放在带滚轮架功能的振动平台上，进 行振动焊接。

6.2振动焊接工艺有效性评定

对于相同构件，在相同的焊接参数和拘束条件下，对采用振动焊接与不采用振动焊接的接头进行试 险比较，在保证接头合格且品质相当的同时，若前者比后者可达到下列判据中的一条或多条，则可判工 艺有效： a）无损检测评定：缺陷率降低。 b）焊接变形评定：进行不少于5处的有代表性的焊接变形测量，焊接变形下降率≥15%。 c）接头力学性能评定：断面收缩率和伸长率有所提高，侧弯性能有所提高，焊缝区的冲击韧性有 所提高。 d）金相组织评定：焊缝及热影响区粗晶区组织有明显的晶粒细化现象。 e）残余应力评定：推荐使用盲孔松弛法，也可使用X射线衍射法或磁性法进行残余应力测量。 每个构件可选择2条～3条主要焊缝，每条焊缝的测试点不少于3个。测试点应布置在最后焊 道的焊缝中心或熔合线上，测定最大主应力或纵向应力。残余应力平均值下降率应大于或等于 20% f）由双方协商或用户认可的性能参数有所提高，如断裂韧度、疲劳性能、断口形貌等。

建立和保存振动焊接工艺文件是保证正确、持续、有效执行工艺的重要措施。振动焊接系列文件包 活： 振动焊接试验方案； 振动焊接试验执行与有效性评估报告； 应用振动焊接的焊接工艺评定报告或对比试验报告； 振动焊接工艺规范； 振动焊接工艺记录； 应用振动焊接工艺的技术监督与产品质量跟踪报告，

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

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

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最终工艺 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，必须首先进行振动堆焊试验 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 械磨削方法彻底清除原有的缺陷，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。

A.4振动焊接与其他工艺的组合

对于加工周期较长的构件，当振动焊接不能完全满足接头力学性能、尺寸稳定性、残余应力等 求时，可将振动焊接作为复合工艺之一：

钢筋切断机操作规程安全技术交底振动焊接加冷却（热沉）控制； 振动焊接加预热及后热处理； 振动焊接加振动时效； 振动焊接加热处理； 振动焊接加锤击或超声冲击处理 振动焊接加机械法消应力处理。

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振动焊接加冷却（热沉）控制； 振动焊接加预热及后热处理； 振动焊接加振动时效； 振动焊接加热处理； 振动焊接加锤击或超声冲击处理； 振动焊接加机械法消应力处理，

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。 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，

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。 一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/s"，则可以免 除新的焊接工艺评定

T／CEC 218-2019标准下载图A.2振动控制频率选择示意图

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

熔池振动传感器与振动控制传感器布置示意图 11位置时的相关性测量和过程控制曲线如图A.