[发明专利]一种超声消除残余应力的钢板矫平系统

说明书

本发明公开的是一种超声消除残余应力的钢板矫平系统，包括辊式矫平机、液压控制系统、超声波残余应力检测及消除装置；辊式矫平机的辊组结构采用前后各5辊工作辊轮，中间引入一对导向辊。本发明的钢板矫平系统不仅能快速矫平钢板，还能消减钢板内部的残余应力和由于工作辊空滑导致的板料摺纹。使经过系统处理完的钢板面内处于零应力状态，之后不会因为残余应力累积而发生变形，大大提高了的钢板的使用寿命。这种超声消除残余应力的钢板矫平机系统在船体钢板的处理过程中节约了成本，提高了效率，具有很好的经济效益和发展前景。

技术领域

本发明涉及一种钢板矫平系统，具体针对船用薄板设计的一套完整矫直系统，通过矫平机矫直和超声应力消除，改善钢板平直度并消除钢板残余应力，达到船用钢板作业前的要求。

背景技术

钢板残余应力消除的研究具有重要的实用意义和经济效益。钢板是工业生产中的重要产品，广泛应用于各行各业，也是船舶建造重要的原材料。钢板在轧制和运输过程中，难免会发生弯曲变形并产生残余应力，作为船舶外板，这样不仅会影响美观和产品质量，还会减少钢板的使用寿命并对其强度、疲劳寿命和尺寸稳定性产生严重的影响。虽然钢板可以通过现有平整及矫直加工作用实现矫平和减少残余应力，但不能有效控制其面内残余应力和板形缺陷，导致钢板在建造加工过程以及在今后的使用过程中，易发生变形，影响产品的质量。

目前国内还没有能够完全消除钢板残余应力的设备，通常消除残余应力有自然时效、热时效和振动时效三种方法，而振动时效工艺以低能耗、低成本、高效率、高环保等优点，逐步替代了工件的自然时效和热时效工艺。虽然已有人提出了残余应力超声无损检测与调控技术研究，通过实验可有效大幅减少构件内部残余应力，但仍然无法实现零应力，而本发明的矫平系统拟实现钢板面内应力的几乎完全消除。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声消除残余应力的钢板矫平系统，这是一套可提高钢板平直度以及消除其残余应力的矫平系统，可以为后期船舶建造提供高精度、高质量的钢材。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

超声消除残余应力的钢板矫平系统，包括辊式矫平机、液压控制系统、超声波残余应力检测及消除装置；

辊式矫平机采用两对分设于入口及出口的5辊工作辊和中间一对导向辊的辊组结构，且入口工作辊圆周速度小于中间导向辊，出口工作辊圆周速度大于中间导向辊；

液压控制系统包括控制器、安装在工作辊旁的厚度传感器、安装于矫平机中液压缸内的位置传感器和压力传感器，厚度传感器用于实时检测钢板残余曲率，位置传感器用于检测活塞杆端部位置，压力传感器用于检测液压缸两腔压差，将检测信息输入控制器，从而控制矫平机中伺服阀的开度来调节液压驱动元件；

超声波残余应力检测及消除装置设置于矫平机末端用于对矫平后的钢板进行残余应力的实时检测及消除。

本发明的有益效果是：本发明解决了钢板矫平后仍然存在残余应力的问题，使得钢板在使用过程中不会产生因应力释放而造成变形。矫直部分加入了预拉力，通过液压机构进行高速辊缝调整，并通过压下量及矫直力来实时控制钢板的弹复曲率(弹复曲率越小，残余应力也越小)从而获得需要的平直度和较小的残余应力，在系统中加入超声波残余应力消除装置，可在末端进行残余应力实时检测并实现几乎完全消除。这种超声消除残余应力钢板矫平系统不仅能为船舶建造提供高精度、高质量的钢材，同时也为钢板预处理生产线提供重要指标。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是压下控制系统结构框图；

图3是超声波检测和残余应力消除结构框图。

具体实施方式

本发明的钢板矫平系统，包括辊式矫平机、液压控制系统、超声波残余应力检测及消除装置；