[发明专利]一种消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法。

背景技术

在所有的焊接结构中，由于焊接过程中材料受到热胀冷缩及弹塑性变形的原因，在焊接热循环不均匀加热作用下，接头部位会产生一定程度的不均匀变形，从而使焊接接头产生内部应力和焊接变形。由此产生的焊接变形和焊接应力会对焊接结构产生较大的力学影响。因此在实际生产过程中必须采取相应的措施有效的控制和调整焊接应力和变形。

目前大量的措施及方法应用于调控焊接变形及焊接应力中。主要包括：在焊接之前合理选择焊缝形式、尺寸，尽量减少焊缝数量以及合理布置焊缝位置，在焊接过程中尽量选择合适的焊接方法及规范，采用辅助的反变形法、刚性固定，在焊接时附加温度场控，焊接过程中进行碾压及锤击的方法，还有在焊接结束后通过机械方法和加热方法进行矫正。

但是这些方法并不是适于所有的焊接结构中，并且有的方法措施并不能完全消除残余变形和残余应力，而且并不精确，效率较低，对环境及工人健康有害。本文中所介绍的超声滚压消应力变形法，作为一种新型的加工方法，在焊接时可以通过所用焊接方法及规范预先估计残余应力和变形的大小，然后通过调整超声滚压设备的工作参数包括超声频率、时间及振幅等参数达到精确消除残余变形及应力，而且在整个过程中操作简便、绿色无污染，是一种绝佳的方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种高效率的消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法，其特征在于：在焊接过程中施加超声滚压，在焊接时对焊接刚刚完成凝固的焊缝提供一定的超声波能量和压力作用；所述的超声滚压设备具有圆柱状的探头，在焊接过程中对焊缝平面进行滚压，通过调整超声滚压设备的参数来达到精确消除应力及变形。

进一步的，上述的消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法，所述的超声滚压设备进行滚压的过程是在焊接过程中进行的，而不是焊接完全完成后进行的。

进一步的，上述的消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法，所述的超声滚压设备在超声滚压过程中的压力及超声频率等相关参数可根据所焊接材料及焊接方法相应设定，实现灵活调整残余应力及变形。

进一步的，上述的消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法，所述的焊接方法包括MIG、MAG、TIG、埋弧焊、激光焊、等离子焊、电子束焊等焊接方法。

进一步的，上述的消除焊接残余应力和变形的随焊超声滚压方法，所述的焊接方法适用于搭接焊、对接焊等方式。

本发明的有益效果是：本发明的方法可以比较精确消除残余变形及应力，且工作温度低、效率高、操作简便、绿色无污染，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明方法示意图。

在图中，1、超声滚压设备，2、焊接设备，3、焊接材料, 4、焊缝。

具体实施方式

如图1所示，采用的超声滚压设备1具有圆柱状的探头，在焊接前将焊接材料3对接或搭接在一起，使焊接材料3置于超声滚压设备1之下。焊接时，使用焊接设备2进行焊接，在焊接完成一段后，待焊接电弧与超声滚压设备1的探头距离到达一定时，此时前段焊缝4并未完全冷却，开始使用超声滚压设备1对焊缝表面进行超声滚压，调节超声滚压设备1输出一定频率及振幅的超声波，设置滚压速度，与焊接方向一致对焊缝4进行精确超声滚压，与焊接同时进行，从而达到随焊消除残余应力和残余变形的目的。待焊接完成后，超声滚压也会完成，达到高效率，高标准的要求。

图1所示为表面堆焊，但该方法实际应用中不局限于搭接焊也包括如对接焊等其他方法。