超声波时效处理设备（超声波冲击枪）

 

简介：

超声波时效处理设备主要用于：去除焊接工艺产生的内应力、焊趾表面缺陷；防止工件因应力释放造成的变形或开裂，并能抑制裂纹萌生；提高焊缝的屈服强度和疲劳寿命，增加表面硬度。

 

经试验证明，经过超声波时效仪处理后的工件，应力去除率可达80％以上，彻底改观工件因应力集中造成的变形现象，疲劳寿命也可上升一个数量级。

 

工作原理：

超声波时效处理设备：利用大功率的超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面，由于超声波的高频、高 效和聚焦下的大能量，使金属表层产生较大的压塑性变形。同时超声冲击波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力，使超声冲击部位得以强化。

 

超声波驱动电源通过电缆与设置在外壳内的超声波换能器连接，换能器的振动输出端部与变幅杆连接，变幅杆端部装有冲击针。

 

超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流，输给超声波换能器，然后超声波换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波，其表现形式是换能器在纵向作往复伸缩运动，伸缩运动的频率等同于驱动电源的交流电流频率，伸缩的位移量在十几微米左右。

 

变幅杆的作用一是将换能器的输出振幅放大，达到100微米以上，另一方面对冲击针施加冲击力，推动冲击针高速前冲。冲击针冲击工件后，能量向焊缝传递，以达到消chu内应力的作用。

 

冲击头受工件的反作用后回弹，碰到高频振动的变幅杆后，再次受到激发，又一次高速度撞向焊缝，如此反复多次，完成冲击作业。

 

作用、效果：

1. 超声波时效处理可显著提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位，使之平滑过渡，从而降低余高造成的应力集中，去除焊趾表面的缺陷同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形，产生残余压缩应力，调整焊接残余应力场，并使焊趾部位得到强化和硬化。

 

2. 超声冲击设备装置作为焊后处理设备，它能同时改善影响焊缝质量的多个因素，如应力、缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面，所以对提高焊接接头的疲劳性能有事半功倍的效果，可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长5—100倍。

 

3. 由于采用处理枪设备处理后，省去了传统的打磨及去渣工序，可节约劳动时间20%，降低劳动强度，提高生产效率。

 

适用范围：

对焊接处的稳定性和强度方面要求较严格的行业，如：桥梁，电力；造船；压力容器，钢结构等行业的金属焊接处理。

广泛应用于船舶、石化、航空、铁路、风力涡轮机、压力容器、钢或复合材料桥梁，重型起重机械等领域，适用于各种材料焊接结构的焊后处理，达到延长焊接结构疲劳寿命、提高其疲劳强度的目的，并且能去除焊接过程应力和残余应力，特别适用于普通接头、承载接头以及异种材料焊接接头等结构的焊后处理。

 

主要应用于以下四个方面：

1）对金属零件表面进行强化处理，以提高零件的表面质量和疲劳寿命。

2）调节应力场，减少焊接变形，保证工件的尺寸稳定性。

3）对机械零件局部焊接修复部位进行消除焊接应力的处理。现在该方法在国外机械制造工程中，特别是对疲劳性能有较高要求和要求去除残余应力的焊接结构工作中已普遍使用。

改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素，如：残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等，是目前提高焊缝疲劳性能zui有效的方法。