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超声波焊接应力消除设备的基本原理
点击次数:782 发布时间:2015-09-24

一、超声波焊接应力消除设备的基本原理

    超声波焊接应力消除设备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、和聚焦下的大能量,使金属表层产生较大的压缩塑性变形;同时超声波焊接应力消除设备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。所以超声波焊接应力消除设备能够显著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,大大降低焊趾处的应力集中系数,其效果大大优于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。

    超声波焊接应力消除设备、节能、无污染、使用方便,不受工件形状、场地、环境的限制,处理效果显著。

二、超声波焊接应力消除设备提高焊接接头疲劳性能的基本原理

    金属结构件在焊接时,普遍采用熔化焊接的方法,在金属的填充过程中,在接头部位留有余高、凹坑及各种焊接缺陷,造成严重的应力集中;同时还产生一定的焊接残余应力。在绝大多数情况下,残余拉应力对焊接结构的疲劳强度是不利的。同时,大量研究表明,在焊趾部位距离表面0。5mm左右处一般存有熔渣等缺陷,该缺陷较尖锐,相当于疲劳裂纹提前萌生。在应力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接残余拉应力的联合作用下,焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命被严重降低。

    超声波焊接应力消除设备处理法提高焊接接头疲劳强度和疲劳寿命的基本原理是,焊后利用超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率沿焊缝方向冲击焊缝的焊趾部位,使之产生较大的压缩塑性变形,使焊趾处产生圆滑的几何过渡,从而大大降低了焊趾处余高和凹坑造成的应力集中;消除了焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷,抑制了裂纹的提前萌生;调整了焊接残余应力场,消除其焊接拉应力,在焊趾附近产生一定数值的残余压应力;并使焊趾部位材料得以强化。因此,超声波焊接应力消除设备能同时改善影响焊缝疲劳性能几个方面的因素,如:焊趾几何形状、残余应力、微观裂纹和熔渣等缺陷、表面强化等,所以能大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。

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