只做振动时效,代替不了需要消氢的焊缝
振动时效只能把焊缝里的残余应力峰值松下来,并不能把熔敷金属里的氢赶出去,延迟裂纹仍可能出现。

振动时效让焊件在共振附近反复受载,残余应力高的部位产生少量塑性变形,应力峰值被松下来,尺寸会稳定一些。它几乎不提高焊缝温度。消氢则是把焊缝在一定温度下保持一段时间,让熔敷金属和热影响区里的氢扩散出去。氢出不去,延迟裂纹仍会在冷却之后出现。振动松的是应力,消氢赶的是氢,两件事不能互相代替。
振动只松弛残余应力
残余应力是焊接冷却不均匀留下的。振动时,应力已经接近屈服的部位会再屈服一点,峰值下降,工件后来的尺寸变化减小。这就是振动时效能做的事。焊缝里的氢原子不会因为振动就跑出金属,热影响区的硬组织也不会因为振动就变软。振完以后用应力测试也许能看到峰值下降,含氢量和硬度仍是振之前的状态。
需要消氢的焊缝,多是约束大、钢材对氢敏感、焊材或坡口带有水分的情况。氢在焊后一段时间内聚集,裂纹可以在焊完数小时才出现,位置常在热影响区或焊道下。振动时效即使已经做完,这段时间仍然会到。裂纹出现了,说明氢和敏感组织还在,应力被松掉一些并没有把裂纹的条件去掉。
振动的时候工件是凉的,或者只有环境温度。氢的扩散要靠温度和时间,凉的焊缝里氢走得很慢。把振动时间延长,也不能换成保温。保温是整个接头热透并保持;振动是机械来回加载。加载再久,接头中心的温度仍上不来,氢仍留在里面。
尺寸稳定和不开裂不是同一目标。有的工件只要求加工后不变形,振动时效可以够用,这类接头本来也不要求消氢。规程写明要消氢的接头,目标是避免延迟裂纹,不是只把尺寸稳住。用振动把尺寸稳住了,不能据此认为消氢也可以不做。
消氢要靠温度让氢离开
消氢保温时,氢从熔敷金属和热影响区向表面扩散,离开焊缝。温度和时间够了,可扩散的氢减少,延迟裂纹不再出现。这个过程同时可能让过硬的热影响区有所回火,硬度下降。振动时效两样都不做。所以该保温的焊缝去振动,硬度还在,氢还在,裂纹仍可能在放置期间开裂。
消氢要赶在裂纹出现之前做完。焊完就凉透、放置过夜再振动,裂纹可能已经形成。振动不能把已经张开的裂纹压合。之后再去保温,氢也许还能继续扩散,裂纹却留在接头里。顺序应当是规程要求的保温,而不是先振动、等裂了再处理。
焊条或焊剂受潮、坡口有水,带进焊缝的氢更多,更需要消氢。把这种接头只做振动,等于氢的来源没有处理,排出的途径也没有给。受潮造成的气孔是当时就能看到的;延迟裂纹是后来才裂的。没有气孔不一定氢就少。该烘焊材、该保温,不能用一次振动代替。
预热和层间温度不够时,冷却快,热影响区更硬,氢更不容易在冷却过程中逸出,事后的消氢更不能省。振动不改变已经形成的硬组织。若把振动当成补救预热不足的手段,硬度和氢都还在。预热不足的接头,事后仍要按消氢或相应的热处理来处理,而不是改成振动。
振动时效可以放在消氢之后,用来进一步稳定尺寸,这时氢已经离开,再振动是另一件事。顺序反了,振动在前、该做的保温不做,延迟裂纹的条件仍在。两者能叠加,不能替换。规程里写了消氢,振动记录不能充当消氢记录。
只做振动时效,代替不了需要消氢的焊缝。振动降低的是残余应力峰值,焊缝温度上不去,氢扩散不出去,硬的热影响区也不会变软。延迟裂纹仍可在振完之后出现,已经裂开的缝也不能被振动合上。需要消氢时,应当保温让氢离开,振动只能作为尺寸稳定的补充。环境温度很低时焊接,冷却更快,氢停留得更集中,消氢的必要性更高。此时振动仍然不加热接头。不能因为冬天工件不好保温,就改用振动交差。保温条件不够时,应把接头加热到规程要求的状态,而不是用激振器代替加热。