蒸压釜属于压力容器，焊接后需要消除应力处理。但热处理耗能高，而且整体釜长20余米，难于入炉。所以热处理工艺不适用，现急需其他消除应力方法。本文主要研究振动时效工艺对压力容器的应用，通过试验验证其有效性。

试验概况

对生产蒸压釜的常用钢材20g+20锻钢和16MnR+16Mn锻钢焊接试板进行了振动时效试验和常规机械性能及疲劳试验。试板焊接采用埋弧自动焊，焊丝为H10MnSi，焊接电流650A，电弧电压27V。两种材料各焊三块试板，一块用于振动时效，一块用于热处理，一块保持焊态。热处理参数为620℃*2h，炉冷。

对16MnR+16Mn锻钢和20g+20锻钢两种材料的各三种状态试板按GB2649-2654-81取样加工，进行拉伸、弯曲、硬度和冲击试验，此外，还进行了接头四点弯曲疲劳试验，试验条件为σ_max=397.38MPa，σ_min=88.73MPa，频率f=350次/分。

釜圈釜盖振动时效处理

在构件整体装配之前，对各部件进行振动时效处理，是消除应力的有效途径之一。釜圈釜盖是蒸压釜上的部件，刚性较大，如先做振动时效，会使焊接残余应力得到更充分的松弛。此次处理的釜圈釜盖材料为16MnR。选用JH-700A振动时效设备，采用四点软支承，一个激振点，根据不同部件结构分别进行一阶、二阶共振。

用盲孔法测定1号釜圈和Fb-24号釜盖振动处理前后的残余应力及其拉应力下降率，测定了Fb-41号釜盖退火后的残余应力并与Fb-24号釜盖振动处理后的残余应力进行了比较。

整体釜振动时效处理

整体釜尺寸为Φ2000*2100mm，由20锻钢和20g钢板焊接而成。该产品法兰与筒体为不同厚度板的焊接件，有较高的残余应力。

采用橡胶垫对称支承，激振点选在法兰上，进行两次振动。

试验结果与分析讨论

从振动处理过程中得到幅频曲线可以看出，选择适当的振动处理工艺和参数，能使振后曲线较振前曲线左移或升高，从而定性的看到振动时效工艺的效果。定量的数据可以从残余应力测试数据得到。焊缝及其拉应力下降了43%-70%。这些实验结果说明，不论是在试板还是结构上，振动时效都可以使残余应力降低。从试板试验中可以更清楚的看出，获得较高残余应力下降率的动应力为60MPa左右。

此外，从16MNR+16Mn锻钢焊接试板试验结果可知，经热处理的试板与振动处理的试板其残余应力值相当。从釜盖残余应力值也可看出，振动处理结果与退火处理结果差距也不大。

16MnR+16Mn锻钢、20g+20锻钢试板所作的拉伸、冲击、弯曲和硬度实验，其结果说明振动处理不会使焊接接头的力学性能降低。由两种材料的试板的疲劳结果可见振动处理不会使疲劳寿命降低。

结论

1. 通过本文的焊接试板、分部件和整体结构试验表明，振动处理可以降低蒸压釜的焊接残余应力，这为低压容器消除焊接残余应力处理开辟了一条新路，本试验处理的蒸压釜已用于生产。

2. 在本文的试验条件下，振动处理使得焊缝区的高残余拉应力下降了43-70%。

3. 本文的焊接试板试验结果也说明，振动处理不会使焊接接头的力学性能降低，也不会导致疲劳寿命降低。