[发明专利]一种基于焊接残余应力调控的高压水射流装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种基于焊接残余应力调控的高压水射流装置及使用方法，水射流装置包括机体、喷嘴系统、高压发生系统、压力变送器及计算机，所述机体包括底座、立柱及工作台，所述立柱竖直固定在底座一侧，所述工作台设置于底座上方，所述喷嘴系统通过喷嘴固定台设置在立柱一侧且位于工作台上方，所述喷嘴系统通过管路与高压发生系统连接，所述压力变送器与计算机连接；所述工作台上方设置有表面压力检测组件，所述喷嘴系统的进水端设置有喷嘴入口压力检测组件。该装置通过设置压力检测组件来检测并采集焊接构件所受到的实际水射流冲击压力、喷嘴入口位置的水射流轴心动压及高压发生系统的水射流压力，可根据检测数据及时调整水射流压力。

技术领域

本发明涉及高压水射流装置技术领域，具体涉及一种基于焊接残余应力调控的高压水射 流装置及使用方法。

背景技术

高压水射流是指通过高压水发生装置将水加压至数百个大气压以上，再通过具有细小孔 径的喷射装置转换为高速的微细水射流。高压水射流的速度一般都在一倍马赫数以上，具有 巨大的打击能量，可以完成不同种类的任务。

近年来，高压水射流技术逐渐被国内外研究学者应用到焊接结构上，用来降低焊接残余 应力，取得了一定的效果。但现有的高压水射流强化装置大多是在传统高压水射流清洗、切 割装置的基础上改进的，缺乏有效的压力测试装置，水射流作用在靶面的冲击压力分布不清 楚，并不能很好地适用于降低焊接残余应力；另外，现阶段的高压水射流装置大多采用高压 软管将高压水射流束输送到喷嘴位置处，喷嘴入口处的实际水射流压力大小同样缺乏有效的 压力测试装置进行测量，且由于流体流动过程中的损失，使得流到喷嘴部位的实际压力与高 压水发生装置产生的水射流压力相比有所降低，不能根据试验需求准确控制水射流压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于焊接残余应力调控的高压水射流装置及使用方法，该装置 通过设置压力检测组件来检测并采集焊接构件所受到的实际水射流冲击压力、喷嘴入口位置 的水射流轴心动压及高压发生系统的水射流压力，可根据检测数据及时调整水射流压力，并 根据检测数据分析水射流在管线输送过程中的损耗情况。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于焊接残余应力调控的高压水射流装置，包括机体、喷嘴系统、高压发生系统、 压力变送器及计算机，所述机体包括底座、立柱及工作台，所述立柱竖直固定在底座一侧， 所述工作台设置于底座上方，所述喷嘴系统通过喷嘴固定台设置在立柱一侧且位于工作台上 方，所述喷嘴系统通过管路与高压发生系统连接，所述压力变送器设置于底座一侧，所述压 力变送器与计算机连接；

所述工作台上方设置有表面压力检测组件，所述表面压力检测组件包括从上至下依次叠 放设置的薄膜式压力分布传感器、平衡板、绝缘块、金属电阻应变片，所述薄膜式压力分布 传感器及金属电阻应变片分别通过电线与压力变送器连接；

所述喷嘴系统的进水端设置有喷嘴入口压力检测组件，所述喷嘴入口压力检测组件包括 皮托管及压差计，所述皮托管的一端伸入喷嘴系统的进水端内部，所述皮托管的另一端连接 压差计，所述压差计固定在喷嘴固定台一侧，所述压差计通过电线与压力变送器连接。

优选的，所述工作台上表面固定设置有至少3个基座，所述基座呈凹槽形，所述绝缘块 及金属电阻应变片叠放设置于基座内，所述基座的两侧设置有绝缘外壳，所述绝缘块、金属 电阻应变片、绝缘外壳及基座沿工作台的长度方向设置。

优选的，所述薄膜式压力分布传感器的表面涂覆硬质金属涂层。

优选的，所述喷嘴系统包括喷嘴固定筒、喷嘴体、宝石喷嘴、喷管，所述喷嘴固定筒固 定设置于喷嘴固定台上，所述喷嘴固定筒内设置有水射流管，所述喷嘴体包括喷嘴体套筒及 扩流喷嘴，所述扩流喷嘴位于喷嘴体套筒的底端，所述喷嘴体套筒套在喷嘴固定筒内，所述 宝石喷嘴设置于喷嘴体套筒内且位于扩流喷嘴上方，所述喷管固定在扩流喷嘴下方，所述水 射流管、宝石喷嘴、扩流喷嘴及喷管从上至下依次连通。