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超声波应力消除技术

超声时效冲击枪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。

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;改变表面层内的金属晶粒结构,使之产生塑性变形层,从而使金属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倍;改善焊趾的几何形状,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。

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