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平顶山超声波探伤仪使用教程超声冲击塑性变形

发布时间:2019-05-17 16:54

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  超声时效冲击提高焊接接头疲劳性能的原理:超声冲击就是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■变頓杆的作用一是将换能器的输出振傾放大,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,以达到消除内应力的作用。冲击头受工件的反作用后回弹,碰到高频振动的变頓杆后, 再次受到激发,又一次高速度捶向焊缝,如此反复多次,完成冲击作业。

  超声波应力消除可以做到:使金属焊缝的表面层内的残余拉伸应力变为压应力,从而大幅提高金属 结构的疲劳寿命,消除残余应力效果可达80%以上;改变表面层内的金屎晶粒结构,使之产生塑性变形 层,从而使金厘表面层的强度和硬度都有显著的提高,提高强度50-100%,疲劳寿命延长5-80搭:改垂焊趾的几何形状,降低应力集中:改变焊接应力场,明显减少焊接变形,提高工件的尺寸稳定性■

  超声波应力消除主要应用在对焊接处的猞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。

  在机床系统的辅助下,可调节零件加工时的转速及刀具头的进给速度,通过刀具头在被加工件材料的表面上加载一定的预设静压力和超声冲击力,借助两种力结合后产生的作用力促使零件材料的表面发生弹塑性形变,进而实现对金属材料表面的机械纳米化加工处理和金属镜面加工的效果。通过加工工作头沿工件表面法线方向施加一定幅度的超声频机械振动,在一定进给条件下,工作头将静压力和超声冲击振动传递到旋转的机械零部件表面,产生冲挤作用而使金属材料产生大幅度弹塑性变形。加工后,工件表面产生一定的弹性恢复,所产生的塑性流动将工件表面上的“谷”被“峰”填满,从而大大降低表面粗糙度Ra至纳米水平,并提高其表面的综合性能指标。与此同时,在超声波冲击和静压力滚压联合作用下。

  硬度的提高会使焊接接头的强度得到提高。焊接接头的抗疲劳性能与晶粒细化有着密切的联系。在超声冲击处理表面过程中,外加载荷重复作用于表面,使表层晶粒组织产生强烈的塑性变形,随着作用时间的延长,塑性变形量逐渐增大并向深层扩展,使得处理后的晶粒尺寸由表层向心部呈现出梯度分布。对于这种组织结构,许多研究学者通过分析其显微组织,得出了其微观变形机理的一般规律。研究表明,表层细晶组织能有效地阻止裂纹的萌生,而内部的粗晶组织能阻碍裂纹的扩展。焊接残余应力是熔化焊接工艺的一个很难避免的缺陷,对焊接结构抗疲劳、脆断、应力腐蚀破坏以及屈服强度、尺寸稳定性都存在很大影响。因此***限度地降低或消除焊接残余应力,是焊接结构领域十分关注的一个重要问题。

  推动冲击针作高速往返运动。冲击头冲击工件后,在很短的时间内速度由不小于1.5米/秒减小至0米/秒,能量向焊缝传递,以达到消除内应力的作用。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。不但可以应用于焊接结构的制造过程中,而且可以应用于安装现场,其工件效率高,节能性好,处理速度快,每分钟可处理接近半米的焊缝,不但可以用于平板的对接接头,而且可以方便地处理其它方法很困难处理的管接头。这种方法的劳动条件好,执行机构只有几公斤,整机重量也不大,可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合。

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