JB/T11085—2011
1 范围
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。
2 规范性引用文件
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，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版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。
JB/T5925 （所有部分） 机械式振动时效装置
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
下列术语和定义适用于本标准。
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。
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 pool vibration amplitude & pool vibration sensor 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zui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%。
3.4
振动控制传感器 vibration control sensor
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接干扰，用于振动参数监控的振动加速度传感器。
3.5
振动控制传感器与熔池振动传感器的相关性 correlation between vibration control sensor and pool vibration sensor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。
3.6
支撑点 support point能避开焊缝高温，保证被焊构件稳定放置且有利进行振动的多个弹性支点。
3.7
激振点 exciting point能避开焊缝高温，结合支撑点布置能形成有效振动的激振器固定位置。
3.8
支撑点 support point
能避开焊缝高温，保证被焊构件稳定放置且有利进行振动的多个弹性支点。
激振点 exciting point
能避开焊缝高温，结合支撑点布置能形成有效振动的激振器固定位置。
振型 vibration mode
共振时，构件表面上所有质点振动的包络线（面），即为振型，包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。
3.9
振动焊接工艺曲线 vibratory welding process curve
在构件进行振动焊接时，由控制传感器实测所得到的加速度-时间曲线，即 ac−t曲线。以及通过振 动控制传感器与熔池振动传感器的相关性换算所得的熔池振幅-时间曲线，即ap−t曲线。
4 振动源与检测装置的选择
振动源与检测装置是构成振动焊接的附加系统，应符合下列技术要求。
4.1 系统的抗干扰性能
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，系统工作时也不会造成 对焊接设备的干扰。
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0.5 m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±15%以内、振动加速度平均值为（2～20）m/s2 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、热、电磁辐射以及飞溅而损坏。
4.5 系统电气的技术要求
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±1.5 dB。 测量系统应具有振幅的平均值、有效值与zui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
作为一体化的振动焊接装置应具有振动输出与振动测量的闭环控制，振幅欠载、过载限设定及欠 载、过载报警功能，具有振动焊接工艺ac−t曲线记录、保存与输出功能。
4.7 其他
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 工艺参数选择
5.1 试振及振动参数的确定
通过试振，建立合适的支撑点、激振点、控制传感器测点布置。通过激振器的参数调节，使熔池振幅调节带落在有效的频-幅曲线缓升区范围内。通过多次扫频试验，建立整个施焊过程的控制传感器与熔池振动传感器相关性，形成焊接过程的振动控制方案。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。
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 振动焊接效果与评定
6.1 参数曲线观测
可根据振动焊接过程按每分钟 1次的时间间隔进行抽样记录或实时打印的 ac−t曲线，如果统计数 据以85%以上的概率，落在设定的振幅±15%的误差带内，则可确认振动外场工艺在控。
工艺在控不代表工艺有效，但工艺在控是形成有效工艺的必要条件。
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 验比较，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zui后焊道的焊缝中心或熔合线上，测定zui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。
7 振动焊接工艺文件
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 括：
——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。
更新时间：2013-01-03
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