常州工业超声冲击设备

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验.试验结果表明:①在变幅载荷作用下超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高69%左右,疲劳寿命延长5.7～19.0倍.②在变幅载荷作用下,超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高80%左右,疲劳寿命延长2.5～17.0倍.③在变幅载荷作用下,超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降:超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70%超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75%.④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。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。常州工业超声冲击设备

超声冲击残余应力场的有限元模拟：建立模拟超声冲击残余应力场的三维有限元模型,预测不锈钢靶材经超声冲击后的残余应力场分布.模拟过程中,分析冲击速度,针头直径,冲击时间,摩擦力,冲击次数以及不同覆盖率等因素对超声冲击残余应力场分布影响的规律.结果表明,冲击速度,针头大小,冲击时间及摩擦力都会影响到较终冲击残余应力场.冲击速度和针头直径对残余应力场分布影响明显,速度提高或直径变大,均可明显提高残余压应力值,且增加残余压应力层深度,但摩擦系数对冲击效果的影响不大.随着冲击次数的增加,超声冲击强化特征明显,残余压应力层深度增加.随着覆盖率的增加,残余压应力层增厚,但形成的较大残余压应力值减小。常州工业超声冲击设备超声冲击节能、无污染、使用方便，不受工件形状、场地、环境的限制。

超声冲击的基本原理就是利用大功率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缩塑性变形;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;并使被冲击部位得以强化。所以超声冲击能够明显提高金属焊接接头及结构的疲劳强度,大幅度延长其疲劳寿命;消除残余拉应力，并使被冲击部位产生压应力，从而提高工件的承载能力;有效改善焊趾的几何形状，降低焊趾处的应力集中系数，其效果优于TIG工艺;消除焊趾表层微小裂纹和焊接缺陷，抑制裂纹提前萌生;强化金属零件表面，提高表面质量和使用寿命。

堆焊层超声冲击表面纳米化：采用在工程上获得广泛应用的超声冲击技术在堆焊层上制备纳米结构表层,利用金相显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜表征了表面纳米晶层的结构,并对超声冲击表面纳米化处理前后表面层显微硬度的变化进行了分析.结果表明,经过超声冲击处理后,试样表层的晶粒可细化至21.25 nm.在超声冲击载荷作用下,粗晶粒内部形成高密度的位错墙和位错缠结,位错墙和位错缠结逐渐演变成小角度亚晶界,小角度亚晶界继续吸收位错而转变成大角度晶界,亚晶内部不断重复上述过程,使晶粒尺寸不断减小,较终形成纳米晶.表面强化层的厚度为100μm.与样品的心部相比,表面纳米晶层的显微硬度提高1.4倍。超声波冲击设备在国外机械制造工程中，特别是消除残余应力的焊接结构工程中已普遍使用。

超声波冲击设备优点及应用领域：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、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。大功率超声波振动系统的频率一般在10kHz以上，冲击头的激振力的施力频率也达到10kHz以上，一般常用的是15～20kHz。同时超声波施力部分的运动加速度可达到3×104米/秒2以上，根据力学公式F=ma可知，施力部分对冲击头施加很大的推动力。因此超声波冲击设备冲击力大，冲击频率高，在大型钢构系统的焊缝去除内应力有很大的优势，可轻松地完成作业。超声冲击技术是一种高效的消除部件表面或焊缝区有害残余拉应力、引进有益压应力的方法。常州工业超声冲击设备

超声冲击消除焊趾表层微小裂纹和焊接缺陷，抑制裂纹提前萌生。常州工业超声冲击设备

    超声冲击比较大的问题是能量输出不稳定，超声冲击可以消除部件表面或焊缝区有害残余拉应力、引进有益压应力，使得冲击部位得以强化，但是由于超声冲击的性能稳定性差，往往会导致产品批量加工中出现不合格的产品，或者一个产品的一部分处理的好，另一部分则处理的不好，导致部分废品的产生。在焊接过程中的质量是否稳定跟机器的配置有很大的关系,超声冲击在作业过程中质量不稳定大程度主要因素是输出功率不稳定，以导致无法形成稳定的摩擦热能.而要解决功率问题，大程度主要决定于1:机台输出功率.2:HORN扩大比/3:气压源/4:电压源..等.超声冲击(UIT/UP)技术由世界闻名的乌克兰Paton焊接研究所在1972年大程度早提出，并由Paton焊接研究所和俄罗斯“量子”研究院共同开发成功，大程度早用于前苏联海军船只的降低焊接残余应力，引入有益的压应力。1974年，Polozky等人公开发表了将超声冲击技术应用于消除焊缝残余应力的文章。 常州工业超声冲击设备

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