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超声冲击技术 超声波时效仪的由来及历史

文章来源:济南驰奥机电设备有限公司 发布时间:2020-10-23

  济南驰奥-鼎力系列超声冲击设备专业用于焊接、焊缝、焊后应力消除,可消除80%-100%的内应力。可提高焊接强度50%-120%,可延长疲劳寿命5-100倍。


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  超声冲击(UIT/UP)技术由世界闻名的乌克兰Paton焊接研究所在1972年最早提出,并由Paton焊接研究所和俄罗斯“量子”研究院共同开发成功,最早用于前苏联军海军船只的降低焊接焊接残余应力引入有益的压应力。1974年,Polozky等人公开发表了将超声冲击技术应用于消除焊缝的残余应力的文章。在高能超声(HPU)领域,超声冲击技术成为了一个很有前途的研究方向,并且应用范围已延伸到各种材料、构件及焊接单元。

到目前为止,超声冲击技术在俄罗斯、乌克兰、法国、日本、挪威、瑞典、加拿大及美国等国的铁路、公路桥、海洋工程、汽车、装甲车辆、重型工程机械、机械零部件、飞机、桥梁、机车车辆、石油管线、化工机械设备等诸多领域均有所应用。


      我国研究超声冲击技术始于1995年。在国家自然科学基金资助(编号:59575061)及我国著名焊接结构专家霍立兴教授指导下,1997年,天津大学焊接工程技术研究所成功研制了我国第一台超声冲击设备。


      超声冲击设备主要由超声冲击枪及控制电源箱两部分组成,超声冲击枪里面包括超声换能器、变幅杆、冲击针等主要部件。超声换能器主要有两种,一种是压电陶瓷式,一种是磁致伸缩,典型的超声换能器振动在高频率20kHz-30kHz。无论采用哪种技术,换能器的输出端都能振动,对于一般的结构钢要求输入到被冲击表面的机械振动幅度达到30μm左右时,效果较为明显,而超声换能器的输出振幅较小,一般不超过10μm,因此,需要在输出端接一变幅杆将振幅放大来满足冲击处理的要求。通常最终的输出振幅在在20μm ~40μm。振动期间,换能器的末端将带动冲击针振动,使冲击针冲击被处理表面。
      超声冲击技术是一种高效的消除部件表面或焊缝区有害残余拉应力、引进有益压应力的方法。超声冲击设备利用大功率的能量推动冲击头以每秒约2万次的频率冲击金属物体表面,高频、高效和聚焦下的大能量使金属表层产生较大的压缩塑性变形;同时超声冲击改变了原有的应力场,产生有益的压应力;高能量冲击下金属表面温度极速升高又迅速冷却,使作用区表层金属组织发生变化,冲击部位得以强化。在高频冲击载荷下,携带复杂变化波谱的振幅传播进被处理表面。波谱的特性主要取决于超声换能器,物质本身,数量及冲击针的形式以及被处理部分的几何形状。因此要求当声学系统固有谐振频率有变化时,功率发生器具有跟踪其频率改变自动调整输出频率与之保持一致的功能。

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