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振動(dòng)焊接作為一種在焊接過(guò)程中向構(gòu)件輸入機(jī)械振動(dòng)的工藝，具有熱處理和振動(dòng)時(shí)效無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。它利用振動(dòng)與焊接熱過(guò)程的復(fù)合作用來(lái)提高焊接接頭的綜合質(zhì)量，不僅能降低材料的殘余應(yīng)力，而且能細(xì)化焊縫晶粒、優(yōu)化接頭組織、提高材料的力學(xué)性能、顯著改善接頭品質(zhì)，并且縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、低噪聲、無(wú)污染。 

振動(dòng)焊接是在焊接過(guò)程中對(duì)焊件施加周期性外力，使熔池處于穩(wěn)定的振動(dòng)狀態(tài)，從而達(dá)到細(xì)化晶粒、降低焊接殘余應(yīng)力，優(yōu)化接頭性能的焊接工藝。在焊接過(guò)程中施加一定振幅范圍內(nèi)的輕微振動(dòng)，勢(shì)必對(duì)焊接熔池有一定的影響 。

（1）對(duì)焊縫和熱影響區(qū)組織的影響

焊接時(shí)，選取合適的機(jī)械振動(dòng)參數(shù)可使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生附加的新晶核，并使正在成長(zhǎng)的樹(shù)枝晶及魏氏組織破碎，晶粒大小均勻，晶粒細(xì)化。

（2）對(duì)焊縫質(zhì)量的影響

振動(dòng)焊接時(shí)，熔池中的氣體和夾雜物更易于溢出焊縫表面，減少焊縫內(nèi)部的缺陷，減小微裂紋源；加上振動(dòng)有降低焊接殘余應(yīng)力、細(xì)化晶粒的效應(yīng)，有利于延緩裂紋萌生，提高焊縫質(zhì)量。 

（3）對(duì)殘余縱向應(yīng)力σx（平行于焊縫方向）的影響

振動(dòng)對(duì)殘余縱向應(yīng)力的影響不顯著，應(yīng)力水平與屈服應(yīng)力相當(dāng)，但對(duì)拉應(yīng)力的分布寬度有一定影響。合適的振動(dòng)可以減小拉應(yīng)力的分布面積，減弱殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的不利影響。下圖為16Mn R鋼板在不同振動(dòng)參數(shù)（振動(dòng)頻率）下的殘余縱向應(yīng)力對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，可以看出振動(dòng)焊接后拉應(yīng)力的分布面積明顯縮小。

不同頻率下，振動(dòng)對(duì)殘余應(yīng)力的影響

（4）對(duì)殘余橫向應(yīng)力σy（垂直于焊縫方向）的影響

殘余橫向應(yīng)力一般垂直于平面狀焊接缺陷（如裂紋、未焊透）及熱影響區(qū)，故其不利作用要遠(yuǎn)大于殘余縱向應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響。一旦開(kāi)裂，就可能形成平行于焊縫表面的長(zhǎng)裂紋，甚至形成貫穿裂紋。振動(dòng)對(duì)改善殘余橫向應(yīng)力有明顯效果，合適的振動(dòng)可以減小拉應(yīng)力的平均值，統(tǒng)計(jì)平均下降水平為25  ％，可明顯減小殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的不利影響。

（5）對(duì)焊接角變形的影響

焊接變形是焊接應(yīng)力的外觀表征之一，振動(dòng)可以減小焊接殘余應(yīng)力，也必然減小焊接變形；統(tǒng)計(jì)24 mm厚鋼板的焊接角變形測(cè)量結(jié)果，得到：對(duì)接焊角變形由不振動(dòng)的1.08°減小到0.38°，降低約64  ％；搭接焊角變形由不振動(dòng)的0.84°減小到0.34°，降低約59  ％；T型接頭焊角變形由不振動(dòng)的3～4°減小到0.06~2°，下降幅度大于50％。

（6）對(duì)焊接熱影響區(qū)疲勞壽命N的影響

振動(dòng)可以明顯提高焊接熱影響區(qū)的疲勞壽命，平均幅度大于10％，最高可達(dá)35.5％。

（7）對(duì)裂紋擴(kuò)展速率的影響

由于裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子的平方成正比，振動(dòng)降低了殘余應(yīng)力，降低裂紋擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)力，也延緩了裂紋控制速度。另外，由于振動(dòng)細(xì)化晶粒，增大了裂紋擴(kuò)展的阻力，有效降低了非穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)展（pop-in）的幾率。