[发明专利]一种用于水下环境的超声冲击枪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体为一种用于水下环境的超声冲击枪及其使用方法。

背景技术

超声冲击法是近些年国内外发展起来的一种提高焊接接头疲劳强度的新技术。研究表明，这种方法的适用场合很广，不仅可以有效地应用于焊接结构，而且可以应用于非焊接结构。其执行机构轻巧、使用灵活方便、效率高，是一种很有吸引力的焊后提高接头疲劳强度的方法。申请号为02100037.9的中国发明专利公开了“一种提高焊接接头疲劳性能的压电式超声冲击装置”，目前实际工程应用过程中基本采用这一类型。然而，目前使用的超声冲击枪仅能在普通大气环境下进行工作，无法满足水下环境的工作需要，具有相当的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于可在水下环境中使用的超声冲击枪及其使用方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种用于水下环境的超声冲击枪，包括冲击针、前壳、变幅杆、排水进气口、前密封圈、紧固环、前后腔隔离密封圈、壳体、隔音盘、换能器、紧固螺栓、换能器供电线、后密封圈、后盖、换能器供电线接口、冷却进气口、冷却出气口、手柄、前腔和后腔，所述变幅杆、所述隔音盘和所述换能器通过所述紧固螺栓连接成一体并装入所述前壳内，所述冲击针插入所述变幅杆顶部并从所述前壳顶部伸出，所述换能器通过所述换能器供电线与所述换能器供电线接口连接，所述手柄位于所述后盖底部，所述前腔位于所述隔音盘前端，所述后腔位于所述隔音盘后端，所述前壳和所述壳体通过所述前密封圈紧密连接，所述隔音盘通过所述紧固环与所述前后腔隔离密封圈紧密贴合，所述壳体和所述后盖通过所述后密封圈紧密连接，所述排水进气口、所述换能器供电线接口、所述冷却进气口、所述冷却出气口均做密封处理。

所述换能器为压电陶瓷换能器或磁致伸缩式换能器。

所述压电陶瓷换能器由2至12片偶数片压电陶瓷换能组成。

所述变幅杆和所述压电陶瓷换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的四分之一或二分之一。

所述前壳和所述变幅杆的连接方式为直线连接或斜角度连接。

当所述前壳和所述变幅杆为斜角度连接时，所述前壳和所述变幅杆延长线所形成的角度为0至90度，

所述冲击针数量为1-7个。

所述前密封圈、所述前后腔隔离密封圈和所述后密封圈均为液压气动用O形橡胶密封圈。

所述冲击针位于所述前壳上方的长度为所述冲击针总长度的二分之一至三分之二，所述冲击针的长度为5-20mm。所述排水进气口、所述换能器供电线接口、所述冷却进气口和冷却出气口的孔径一致，孔径为3-5mm。所述前密封圈和所述后密封圈的直径一致，直径为30-50mm，所述前后腔隔离密封圈的直径为20-40mm。所述手柄长度为所述壳体长度的四分之一至三分之一，所述壳体长度为300-600mm。

本发明所述的用于水下环境的超声冲击枪的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述超声冲击枪放入水下之前，将高压气体经过所述排水进气口通入所述前腔，然后高压气体从所述冲击针和所述前壳的间隙处排出。

步骤2：将所述超声冲击枪放入水中，同时为所述换能器冷却的高压气体从所述冷却进气口通入所述后腔，从所述冷却出气口排出。

步骤3：将所述冲击针对准目标位置，接通工作电源，打开所述超声冲击枪的开关，高压气体将目标位置的水排开，操作人员手持所述手柄操纵所述超声冲击枪对目标位置进行超声冲击操作。

步骤4：操作结束时，关闭工作电源，所述超声冲击枪停止工作，将所述超声冲击枪从水中取出，同时持续将高压气体从所述排水进气口通入所述前腔，直至所述超声冲击枪完全离开水面。

所述高压气体包括压缩空气，二氧化碳气体或氩气。

本发明的有益效果，利用气体将水局部排开，保证冲击针前端一定区域处于气体保护范围内，使得冲击过程能够在水下顺利进行。同时为换能器冷却的高压气体从冷却进气口通入，从冷却出气口排出，持续降低换能器工作状态下的温度，大幅度延长工作时间。由于双层密封圈的设计，保证了后部冷却与前端工作部分的分离，有效提高了超声冲击设备的应用范围，并且显著提高其工作效率100％-200％。

附图说明

图1是本发明的压电陶瓷换能器半波长超声冲击枪的结构示意图。

图2是本发明的密封装置的局部放大图A。

图3是本发明的密封装置的局部放大图B。

图4是本发明的磁致伸缩换能器半波长超声冲击枪的结构示意图。