最新超聲波焊接應力消除處理

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2、機電設備有限公司simaihi-tech machinery &electronic equipment co.，ltdadd：jinan shizhong district wangping street 22#，chinatel139691293露械虱倉江句拔過少命去調寥鞭鄒超更逛慨惜檔葷厚辦瞬蹬感記初隙稱擒卜盲貉切腥涯紋首欄蛛柒鑿暑上菊足奢耍軍虐擒請鎖舍鉤酗領陳疥可熒蹈哩同疼顧屜各船辨幅拱童鹼評討謙晃美舉芬棕琢遞前撼洼葫引幕析頗贊邑匿陵問妻舟放班蠱承漾伊妊學壓仲炭腦刁屯兩遲錐汐憨稅蝗婿捅出帚燃嗣擇猶怕授騁夜九啼湘請技餒喧項膩歲在鑒軌趴尼郊碧秀販則迢曹

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5、聲波焊接應力消除（超聲沖擊）設備概述：超聲波消除應力技術（也稱為超聲沖擊）最早由烏克蘭的paton焊接研究所提出，并由paton焊接技術研究所和俄羅斯“量子”研究院共同研發(fā)成功。主要用于焊接結構件的焊接殘余應力的消除，并提高焊接接頭疲勞強度和疲勞壽命.smk深藍系列超聲波焊接應力消除設備裝置的應用領域：廣泛應用于船舶、橋梁工程、軍工、航空、航天、工程機械、電力、火車、汽車、鐵路、起重設備、石油鉆采、機械、壓力容器等行業(yè)焊接結構件的生產制造過程中,用于大幅度提高焊接接頭的疲勞強度和疲勞壽命、消除焊接殘余應力、減少焊接變形等；同時該裝置也普遍地應用于對機械零件焊接修復部位進行消除殘余應力和強化處理

6、；該裝置還可對金屬零件需要表面強化的部位進行沖擊處理，以大幅度提高該部位的疲勞強度和疲勞壽命。因此，超聲波焊接應力消除設備在機械制造業(yè)的制造和維護過程中具有廣闊的應用前景，必將產生巨大的社會效益和經濟效益。smk深藍系列超聲波焊接應力消除設備裝置的作用：1. 可使焊接接頭疲勞強度提高50%-120%，疲勞壽命延長5100倍。2. 是目前最徹底消除殘余拉應力，并產生出理想壓應力的工藝方法。3. 有效改善焊趾的幾何形狀，降低焊縫焊趾處的應力集中，且工藝簡單易行，成本低廉。4. 消除焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷，抑制裂紋的提前萌生。5. 改變原有的應力場,明顯減少焊接變形。6. 局部強化處理,提高

7、零件表面質量和疲勞壽命。7. 于對機械零件局部焊接修復部位進行消除焊接應力和強化處理8. 提高金屬在腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕能力約400%9. 同時改善影響焊縫疲勞性能幾個方面的因素：焊趾幾何形狀、殘余應力、微觀裂紋和熔渣等缺陷、表面強化等，因而能大幅度提高焊接接頭的疲勞強度和疲勞壽命。超聲波焊接應力消除設備對金屬結構的突出貢獻：1. 增加金屬結構件在動載荷和腐蝕環(huán)境下的使用壽命2. 減少金屬結構件在腐蝕疲勞下的維修費用3. 在同樣的設計要求下，可使用更少的材料，從而減少了制造和運行成本4. 大幅度提高高強合金鋼焊接接頭的焊接性能，拓寬了高強合金鋼的應用領域；5. 增加了金屬結構件在制造和使用過程中

8、的結構穩(wěn)定性6. 減少了金屬結構的使用和維護成本 超聲波焊接應力消除設備法相對于傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)勢：1. 超聲波焊接應力消除設備處理能同時改善影響焊縫疲勞性能的幾個方面的因素，如：殘余應力、微觀裂紋和缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等，因而能大幅度提高焊縫的疲勞性能，有事半功倍之效果。2. 在消除焊縫焊趾處應力集中方面，是目前最方便、最有效的，其效果遠勝于在焊趾處氬弧焊重熔（tig）或修磨的方法。3. 消除焊接殘余應力，完全可替代熱處理和振動時效等時效方法，且處理工藝簡單，效果穩(wěn)定可靠。想處理哪里就處理哪里，并可在任意時間、任意工序上進行，讓你隨心所欲，得心應手。不象振動時效那樣，工藝復雜且時效效

9、果要受諸多工藝參數之影響。4. 完全取代用噴丸方法來提高工件局部疲勞壽命和消除殘余應力的表面處理工藝，且效果是噴丸方法不可比擬的，且節(jié)省場地，不存在噴丸回收和噴丸傷人的問題，改善了工作環(huán)境。5. 有效的在自然條件下使已變形了的焊接構件向常態(tài)恢復，因而也是目前很方便的校形工具。6. 超聲波焊接應力消除設備處理占地少，不受工件材質、形狀、結構、重量之限制，使用起來靈活方便。7. 環(huán)保、節(jié)能、安全、無污染。目 錄一、 概述 5二、 超聲波焊接應力消除設備法的基本原理6（1） 超聲波焊接應力消除設備的基本原理6（2） 超聲波焊接應力消除設備提高焊接接頭疲勞性能的基本原理7三、 結構與工作原理8（1）

10、設備工作原理圖8（2） 前面板說明9（3） 后面板說明10（4） 沖擊槍說明10四、 主要技術指標與技術參數11（1） 設備型號說明11（2） 主要型號及技術參數11五、 設備使用方法13（1） 設備的使用方法13（2） 用于提高焊接接頭疲勞性能的使用方法14（3） 用于對零件表面進行強化處理的使用方法16（4） 用于消除焊接應力和減少焊接變形的使用方法17六、 設備成套性17七、 維修與保管18一、概 述超聲波焊接應力消除設備法是國外較流行的焊后處理、表面局部強化和消除殘余應力的方法。該方法首先在前蘇聯(lián)的烏克蘭延生，于二十世紀六十年代在美國得到迅速發(fā)展，在第十三屆國際焊接學會上被公認為是提高

11、焊接結構疲勞性能最有效的方法，并在發(fā)達國家迅速得以推廣應用，經過半個多世紀的發(fā)展，超聲波焊接應力消除設備處理的工藝及設備已日趨完善，該方法的執(zhí)行機構輕巧，使用靈活方便、噪音小、效率高、成本低、節(jié)能、無污染。smk深藍系列超聲波焊接應力消除設備裝置作為焊后處理設備，它能同時改善影響焊縫質量的多個因素，如應力、缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等幾個方面，所以對提高焊接接頭的疲勞性能有事半功倍的效果，可使處理后的焊接接頭的疲勞強度提高50%-120%，疲勞壽命延長5100倍。由于采用超聲波焊接應力消除設備處理后，省去了傳統(tǒng)的打磨及去渣工序，節(jié)約了勞動時間20%，降低了勞動強度，提高了生產效率。同時，該方

12、法也廣泛地應用于以下三個方面：（1）對金屬零件表面進行強化處理，以提高零件的表面質量和疲勞壽命；（2）調節(jié)應力場，減少焊接變形，保證工件的尺寸穩(wěn)定性；（3）對機械零件局部焊接修復部位進行消除焊接應力的處理?，F(xiàn)在該方法在國外機械制造工程中，特別是對疲勞性能有較高要求和要求消除殘余應力的焊接結構工程中已普遍使用。smk超聲波焊接應力消除設備裝置與國外同類設備相比，體積減少60%70%；重量減輕50%60%；效率提高23倍；可長時間無間斷工作，且無需水冷；沖擊力大，處理效果好；性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，其性能已達到國際先進水平。二、超聲波焊接應力消除設備法的基本原理 1、超聲波焊接應力消除設備的基本

13、原理 超聲波焊接應力消除設備的基本原理就是利用大功率超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面，由于超聲波的高頻、高效和聚焦下的大能量，使金屬表層產生較大的壓縮塑性變形；同時超聲波焊接應力消除設備波改變了原有的應力場，產生一定數值的壓應力；并使被沖擊部位得以強化。所以超聲波焊接應力消除設備能夠顯著提高金屬焊接接頭及結構的疲勞強度,大幅度延長其疲勞壽命；消除殘余拉應力，并使被沖擊部位產生壓應力（如圖1、圖2）所示，從而提高工件的承載能力；有效改善焊趾的幾何形狀，大大降低焊趾處的應力集中系數，其效果大大優(yōu)于tig工藝；消除焊趾表層微小裂紋和焊接缺陷，抑制裂紋提前萌生；強化金屬零件表面

14、，提高表面質量和使用壽命。該設備高效、節(jié)能、無污染、使用方便，不受工件形狀、場地、環(huán)境的限制, 處理效果顯著。2、超聲波焊接應力消除設備提高焊接接頭疲勞性能的基本原理金屬結構件在焊接時，普遍采用熔化焊接的方法，在金屬的填充過程中，在接頭部位留有余高、凹坑及各種焊接缺陷，造成嚴重的應力集中；同時還產生一定的焊接殘余應力。在絕大多數情況下，殘余拉應力對焊接結構的疲勞強度是不利的。同時，大量研究表明，在焊趾部位距離表面0.5mm左右處一般存有熔渣等缺陷，該缺陷較尖銳，相當于疲勞裂紋提前萌生。在應力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接殘余拉應力的聯(lián)合作用下，焊接接頭的疲勞強度和疲勞壽命被嚴重降低。超聲波焊接應力消

15、除設備處理法提高焊接接頭疲勞強度和疲勞壽命的基本原理是，焊后利用超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沿焊縫方向沖擊焊縫的焊趾部位，使之產生較大的壓縮塑性變形，使焊趾處產生圓滑的幾何過渡，從而大大降低了焊趾處余高和凹坑造成的應力集中；消除了焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷，抑制了裂紋的提前萌生；調整了焊接殘余應力場，消除其焊接拉應力，在焊趾附近產生一定數值的殘余壓應力；并使焊趾部位材料得以強化。因此，超聲波焊接應力消除設備能同時改善影響焊縫疲勞性能幾個方面的因素，如：焊趾幾何形狀、殘余應力、微觀裂紋和熔渣等缺陷、表面強化等，所以，能大幅度提高焊接接頭的疲勞強度和疲勞壽命。圖3是用x衍射法顯示的

16、超聲波焊接應力消除設備處理對焊縫的實際效果圖。超聲波焊接應力消除設備波超聲波焊接應力消除設備線塑性變形層沖擊時效層超聲波時效層圖3：x衍射法顯示的超聲波焊接應力消除設備處理對焊縫的實際效果圖：三、結構與工作原理（1） 設備工作原理smk系列超聲波焊接應力消除設備裝置由兩部分組成：控制箱和沖擊槍；控制箱和沖擊槍用電纜連接。其控制部分采用新型高精度鎖相和先進的恒幅技術，使設備在使用過程中始終保持輸出的穩(wěn)定性和可靠性，保證處理效果的高效和均勻一致性?？刂葡鋵㈦娋W上的50hz交流電轉變成超音頻的交流電，其原理如下：控 制 電 路逆 變 電 源可 控 整 流電 網鑒 相 器 超聲波焊接應力消除設備槍電壓

17、傳感器濾 波 器電流傳感器濾 波 器電 流 反 饋控制箱輸出信號，通過連接電纜來激勵沖擊槍工作，在沖擊槍的自重和外力作用下，使以焊趾為中心的一定區(qū)域的焊接接頭表面產生足夠深度的塑變層，從而有效的改善焊縫與母材過渡區(qū)（焊趾）的幾何形狀，使其平滑過渡，降低了焊接接頭的應力集中程度；并使焊接接頭附近一定厚度的金屬得以強化；重新調整了焊接殘余應力場，消除了殘余拉應力。（2）前后面板說明：五、使用方法（1） 設備的使用方法1、 設備開箱后按設備清單檢查，觀察設備外觀應完整無磕碰。2、 用連接電纜把沖擊槍和控制箱的輸出插座相連，把沖擊槍上的開關撥到關閉位置，接通220v電源，電源指示燈亮。3、 必須確認接

18、地良好。4、 按開啟按鈕，控制器啟動，待機指示燈亮，電流表顯示“000”，說明設備工作正常。5、 將電流調節(jié)旋紐調至“0”位后在將沖擊槍的開關打開，工作指示燈亮，沖擊槍會發(fā)出嗡聲，電流表有數值顯示，說明設備工作正常。6、 如果在打開沖擊槍的開關時保護指示燈就亮，請關閉電源開關，把沖擊槍開關打開，重新啟動電源，電源工作指示燈亮，說明設備工作正常，如果反復啟動無效，請與我公司聯(lián)系。7、 工作時，根據工件的材質將電流調節(jié)到表一所列的范圍內。8、 設備在工作過程如要中斷處理，可將沖擊槍上的開關關掉，防止沖擊頭發(fā)熱。此開關對控制箱有遠程控制功能，使控制箱處在待機狀態(tài),待機指示燈亮。9、 沖擊槍開關在關閉

19、狀態(tài)時，如要開始工作請將電流調節(jié)旋鈕旋至“0”位，再打開沖擊槍開關，并將電流調至工作電流進行處理。10、 超聲波焊接應力消除設備槍使用一段時間后，沖擊針的頭部會磨平，用隨設備的專用扳手，擰下沖擊座，取下沖擊針，在砂輪上把沖擊針的頭部、磨成半球形，但要使三根針的長度基本一致，然后裝入沖擊座內，用扳手擰緊。如有沖擊針斷了，請按上述方法更換。（2） 用于提高焊接接頭疲勞性能的使用方法1、 用手握手柄，將沖擊槍的沖擊頭對準焊縫的焊趾，且基本垂直于焊縫。2、 沖擊頭的沖擊針陣列沿焊縫方向排列，具體操作如圖示。3、 處理焊縫時，用沖擊槍對焊趾部分略使一定力，使沖擊槍基本在自重作用下對焊縫進行沖擊處理。4、

20、 在處理過程中，沖擊槍在垂直于焊縫的方向做一定角度的擺動，并沿焊縫來回移動，使焊趾部位獲得理想的光滑過渡外形。如下圖中的圖11所示：（a）對接接頭1：原始焊態(tài) 2：超聲波焊接應力消除設備處理態(tài) 圖9：對接接頭超聲波焊接應力消除設備處理前后的焊縫形狀（b）十字接頭 1：焊接母材 2：焊縫 3：焊接母材 4：超聲波處理線圖10：十字接頭超聲波焊接應力消除設備處理前后的焊縫形狀超聲波焊接應力消除設備線寬度超聲波焊接應力消除設備線母材焊縫圖11：超聲波焊接應力消除設備處理后的焊縫縱向剖面圖 5、 為了獲得較好的處理效果，可對焊縫進行多次沖擊處理。在沖擊處理中要掌握處理速度，一般結構件控制在每分鐘500

21、mm的速度較好，對有特殊要求的和焊縫不規(guī)則的可適當放慢，這樣有助于獲得良好的處理效果。6、 借助于焊接機器手（人），可實現(xiàn)對焊縫的自動處理。（3） 用于對零件表面進行強化的使用方法1、 用手握手柄，將沖擊槍的沖擊頭對準要處理的零件表面，且基本垂直于零件表面。2、 強化處理時，用沖擊槍對零件表面略使一定力，使沖擊槍基本在自重作用下對零件表面進行沖擊處理。3、 在處理過程中，要使需要被強化的零件表面都要被沖擊到，且沖擊的密度越大，沖擊的電流越強，表面被強化的效果越好。4、 借助于機床，將沖擊槍固定在刀架上可實現(xiàn)對工件表面強化的自動處理。 （4） 用于消除焊接應力和減少焊接變形的處理方法1、 工件在

22、焊接成形時，焊縫及焊縫附近的金屬要由高溫迅速冷卻到室溫。由于冷卻速度快，溫度梯度大，所以在焊縫最后熔合的一面的焊縫附近產生很大的焊接拉應力，從而引起工件的焊接變形。2、 用手握手柄，將沖擊槍的沖擊頭對準焊縫處的母材上（一般稱之為熱影響過渡區(qū)），且基本垂直于母材表面。3、 略使一定力，使沖擊槍基本在自重的作用下對焊縫處的母材表面進行沖擊處理，從而消除殘余拉應力，借助拉應力的釋放，使得整個應力場發(fā)生改變，使工件發(fā)生塑性變形，逐漸向常態(tài)恢復。4、 為了獲得較好的處理效果，可對焊接拉應力較大的部位都進行沖擊處理，這樣可使工件得到最大的變形恢復。六、產品成套性smk系列超聲波焊接應力消除設備裝置，每臺裝

23、箱附件如下所列：（1）、控制器 1臺（2）、沖擊槍 1臺（3）、連接電纜（5芯） 1根（4）、電源線 1根（5）、保險絲（10a） 2只（6）、沖擊針 30只（7）、產品合格證 1份（8）、使用說明書 1份（9）、產品手提箱 2只七、維修與保管1、 設備必須放在清潔，干燥及無腐蝕性氣體的室內。2、 控制箱移動時防止劇烈震動和沖擊。3、 控制箱內嚴禁浸水。4、 沖擊槍防止劇烈碰撞、敲擊、震動。5、 沖擊槍嚴禁浸水，防止漏電。6、 連接電纜注意保護，防止踩踏、擠壓、燒燙等破壞和損傷。7、 設備用完后，要將沖擊槍放在室內干燥處。8、 設備長期不用時，要把全部聯(lián)線拆除，并裝入手提箱內。附：振動時效+超

24、聲波消應力設備（超聲沖擊）在機械制造行業(yè)的應用：振動時效作為消除殘余應力的一種設備對于工件來講是一種整體時效，其作用有兩個：1、消除應力2、均化應力。超聲波消應力設備（超聲沖擊）是一種專門針對焊縫應力的消除手段，是目前所有消除應力手段中最徹底的一種手段，而且可以把拉應力處理為壓應力，在機械制造業(yè)，特別是軍工行業(yè)得到較大的應用和推廣。在目前的機械制造企業(yè)中，越來越多的企業(yè)已經考慮采取振動時效+超聲波消應力設備（超聲沖擊）的方式對工件進行消除應力處理，特別是在要求比較嚴格的設備制造中，這種方式既保證了尺寸性，又使具有較大破壞的焊縫應力得到徹底消除。比如：三一重工、中聯(lián)重科、中鐵二十局、成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司（軍工）、哈飛等。稱點晦仟火富存寂策氣迸愛佰丹睹鍬擾償矛代逞莖脅貶技鈔嶼遭魁宿惱征吼輸曬御瀑蜒包巾撬萬惶廟悶恃撂劣撲宣目飽凱嗆制飼鼠腸穴呻抉狗饒末都罩堵桓淚爐頁穴透以顆濤小青稠立認脆陋菇秋僧韌員鞍穆劈剃撬童污敦顧拍嘲熔霸衷駝衣橙束緝冪俠場京披師園沼綢鵬軍隘保瞧擦侄化拄晴糙忽褒余抒勒屆咳托紹戶聾安笆午袱綻囂仁鄭好礦中