[发明专利]一种超声冲击振动时效系统

说明书

一种超声冲击振动时效系统，其特征在于：包括PC机、伺服驱动器、伺服电机、三轴伺服平台、超声波冲击枪、支撑平台、联轴器；伺服电机包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机；三轴伺服平台包括立柱、横梁、底座、超声波冲击枪固定装置。本发明能够对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理，且具有处理过程平稳、处理效果均匀的优点。

技术领域

本发明涉及超声冲击振动时效技术领域，特指一种超声冲击振动时效系统。

背景技术

焊接是一种重要的材料成型工艺，已经被广泛应用于机械制造工程领域中，然而结构件焊接成型后在其焊缝及其附近区域会产生较大的拉应力，会对焊接结构件的使用性能产生非常大的影响，比如降低焊接结构件的疲劳寿命、加速焊接结构件的应力腐蚀开裂等。因此，如何有效的消除结构件的焊接残余应力已经成为焊接技术领域的重要研究课题。

传统振动时效技术采用可调速电机作为激振设备，对焊接结构件进行整体激振处理，主要适用于消除尺寸较大的焊接结构件的残余应力，且很难对大型复杂焊接结构件的局部区域进行有效的时效处理。高频振动时效技术采用电磁式激振器作为激振设备，对于尺寸较小的焊接结构件可以直接装夹在电磁式激振器的激振台面上进行时效处理，对于尺寸较大的焊接结构件可以直接将电磁式激振器的激振台面与焊接结构件的表面紧密接触，从而对焊接结构件进行高频振动时效处理。我们不难发现，传统振动时效技术与高频振动时效技术虽然都可以采用振动的方式对焊接结构件进行时效处理，但是处理后焊缝及其附近区域分布的仍然是拉应力，对焊接结构件的使用性能而言依然是不利的，而超声冲击振动时效技术能够在焊缝及其附近区域引入较大的压应力，对于焊接结构件的性能提升是有利的，尤其是可以提高焊接结构件的疲劳寿命、防止焊接结构件的应力腐蚀开裂。

超声冲击振动时效技术具有处理效率高、处理时间短、处理效果好、操作简单等特点，已经被广泛应用于机械加工制造领域中，尤其适用于消除焊接结构件的残余应力，且当选取合适的工艺参数对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理时能够在结构件焊缝及其附近区域引入压应力，从而提高焊接结构件的使用性能。目前在机械加工制造领域被广泛应用的超声冲击振动时效设备为超声波冲击枪，即在超声变幅杆端部安装有超声冲击头，其工作过程类似于喷丸过程。然而目前主要是依靠人工手持超声波冲击枪对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理，很容易导致焊接结构件表面的残余应力消除效果出现不理想且不均匀的情况，这是因为当超声冲击针与焊接结构件表面紧密接触时，超声波冲击枪会产生剧烈的振动，很容易导致超声冲击针偏离焊缝中心区域，且由于操作人员在移动超声波冲击枪的过程中作用在超声波冲击枪上的力也是不均匀的，很容易导致作用在焊接结构件上的冲击力出现较大的波动。综上所述，我们不难发现在采用手持式超声波冲击枪对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理时，很容易出现残余应力消除效果不理想且不均匀的情况。针对人工手持超声波冲击枪消除焊接结构件残余应力时很容易出现残余应力消除效果不理想且不均匀的情况，本发明提出一种超声冲击振动时效系统。本发明提出的超声冲击振动时效系统具有能够自动且平稳地对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理的优点，从而改善超声冲击振动时效消除焊接结构件残余应力的效果。

发明内容

为了解决采用人工手持超声波冲击枪对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理时，出现的残余应力消除不理想且不均匀的问题，本发明提出一种超声冲击振动时效系统，即以三轴伺服平台、支撑平台和超声波冲击枪为基础搭建一种超声冲击振动时效系统，能够对焊接结构件进行超声冲击振动时效处理，且具有处理过程平稳、处理效果均匀的优点。