超聲沖擊法改善較強鋼焊接接頭的疲勞性能：焊接接頭的疲勞強度遠低于母材 ,大量試驗表明疲勞裂紋主要起源于接頭焊趾處。使用超聲沖擊法處理接頭 ,以改變焊趾區(qū)幾何形狀、消除焊趾缺陷、調(diào)整焊趾區(qū)殘余應(yīng)力場 ,是改善焊接接頭及結(jié)構(gòu)疲勞強度的一種有效方法。利用自行研制的超聲沖擊裝置 ,采用兩種接頭形式 (縱向角接接頭和對接接頭 )進行了強鋼原始焊態(tài)與超聲沖擊處理態(tài)的疲勞對比試驗 ,結(jié)果表明 :( 1 )雙面焊對接接頭焊態(tài)試件的疲勞強度Δσ (2×106)為150MPa;單面焊對接焊態(tài)試件的疲勞強度Δσ (2×106)為132MPa;縱向角接焊態(tài)試件的疲勞強度Δσ (2×106)為 98MPa。(2)超聲沖擊處理態(tài)單面焊雙面成型試件與原始焊態(tài)試件相比 ,疲勞強度提高132%左右 ,疲勞壽命延長了48～132倍 ;雙面焊接對接超聲沖擊處理態(tài)試件與原始焊態(tài)試件相比 ,疲勞強度提高95 %左右 ,疲勞壽命延長了22～62倍 ;縱向角接接頭超聲沖擊處理試件與原始焊態(tài)試件相比 ,疲勞強度提高173 %左右 ,疲勞壽命延長了32～70倍。超聲沖擊設(shè)備能同時改善影響焊縫質(zhì)量的多個因素，如應(yīng)力、缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等幾個方面。橋梁超聲沖擊變幅桿

超聲沖擊態(tài)焊接接頭疲勞性能分析：使用軟件對T形接頭進行超聲沖擊處理,將處理結(jié)果導(dǎo)入隱式分析模塊中得到了穩(wěn)定的殘余應(yīng)力場.隨后對沖擊處理后的接頭施加不同的拉伸載荷,計算不同網(wǎng)格尺寸條件下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力,驗證了該方法的網(wǎng)格不敏感性;對比沖擊態(tài)和未沖擊態(tài)焊接接頭的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的應(yīng)力集中系數(shù),發(fā)現(xiàn)超聲沖擊處理可以有效降低焊趾處的應(yīng)力集中系數(shù),但E結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對載荷變化更敏感.分別采用主S-N曲線和結(jié)構(gòu)應(yīng)力S-N設(shè)計曲線,給出了基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的疲勞壽命,結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)應(yīng)力法預(yù)測的疲勞壽命趨于相對保守。橋梁超聲沖擊變幅桿超聲波沖擊設(shè)備適用于各種材料焊接結(jié)構(gòu)的焊后處理。

超聲波沖擊儀使用方法介紹：用于對零件表面進行強化的使用方法：用手握手柄，將沖擊器的沖擊頭對準要處理的零件表面，且基本垂直于零件表面。強化處理時，用沖擊器對零件表面略使一定力，使沖擊器基本在自重作用下對零件表面進行沖擊處理。在處理過程中，要使需要被強化的零件表面都要被沖擊到，且沖擊的密度越大，沖擊的電流越強，表面被強化的效果越好。借助于機床，將沖擊器固定在刀架上可實現(xiàn)對工件表面強化的自動處理。用于消除焊接應(yīng)力和防止焊接變形的處理方法：工件在焊接成形時，焊縫及焊縫附近的金屬要由高溫迅速冷卻到室溫。由于冷卻速度快，溫度梯度大，所以在焊縫后熔合的一面的焊縫附近產(chǎn)生很大的焊接拉應(yīng)力，從而引起工件的焊接變形。用手握手柄，將超聲波沖擊器的沖擊頭對準焊縫處的母材上（一般稱之為熱影響過渡區(qū)），且基本垂直于母材表面。略使一定力，使沖擊器基本在自重的作用下對焊縫處的母材表面進行沖擊處理，從而消除殘余拉應(yīng)力，借助拉應(yīng)力的釋放，使得整個應(yīng)力場發(fā)生改變，使工件發(fā)生塑性變形，逐漸向常態(tài)恢復(fù)。

超聲沖擊很大的問題是能量輸出不穩(wěn)定，超聲沖擊可以消除部件表面或焊縫區(qū)有害殘余拉應(yīng)力、引進有益壓應(yīng)力，使得沖擊部位得以強化，但是由于超聲沖擊的性能穩(wěn)定性差，往往會導(dǎo)致產(chǎn)品批量加工中出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，或者一個產(chǎn)品的一部分處理的好，另一部分則處理的不好，導(dǎo)致部分廢品的產(chǎn)生。焊接應(yīng)力消除設(shè)備的出現(xiàn)也可以解決超聲沖擊的能量問題，以其頻率高、能量大、聚焦性好、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢解決了焊接后存在的問題，使之產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形，使焊趾出產(chǎn)生圓滑的幾何過渡，使晶粒細化，從而很大降低了焊趾出余高、凹坑和咬邊造成的應(yīng)力集中；消除了焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷，抑制了裂紋的提前萌生；調(diào)整了焊接殘余應(yīng)力場，消除其焊接應(yīng)力，并產(chǎn)生一數(shù)值的壓應(yīng)力，同時使焊趾部位的材料得以強化，大幅度提高焊接接頭的疲勞強度和疲勞壽命，有效預(yù)防焊接開裂變形問題。超聲沖擊消除焊趾表層微小裂紋和焊接缺陷，抑制裂紋提前萌生。

超聲沖擊是一種高效的消除部件表面或焊縫區(qū)有害殘余拉應(yīng)力、引進有益壓應(yīng)力的方法。超聲沖擊設(shè)備利用大功率的能量推動沖擊頭以每秒約2萬次的頻率沖擊金屬物體表面，高頻、高效和聚焦下的大能量使金屬表層產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形；同時超聲沖擊改變了原有的應(yīng)力場，產(chǎn)生有益的壓應(yīng)力；高能量沖擊下金屬表面溫度訊速升高又迅速冷卻，使作用區(qū)表層金屬組織發(fā)生變化，沖擊部位得以強化。能焊接應(yīng)力消除設(shè)備是目前消除焊接殘余應(yīng)力并產(chǎn)生理想壓應(yīng)力的時效方法（各種時效方法消除殘余應(yīng)力的情況如下：振動時效30~50%、熱時效40~80%、豪克能時效80~98%）；直接將焊趾余高、凹坑、咬邊處理成圓滑幾何過渡，從而很大降低應(yīng)力集中系數(shù)，可使焊接接頭疲勞強度提高50%-120%，并使疲勞壽命延長5-100倍,金屬在腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕能力提高約400%；有效防止和預(yù)防焊接變形、開裂、應(yīng)力腐蝕。超聲波沖擊設(shè)備不但可以應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)的制造過程中，而且可以應(yīng)用于安裝現(xiàn)場。橋梁超聲沖擊變幅桿

超聲波時效儀改善焊趾的幾何形狀，降低應(yīng)力集中。橋梁超聲沖擊變幅桿

超聲沖擊設(shè)備在構(gòu)件焊縫接頭處進行沖擊消除殘余應(yīng)力。一、殘余應(yīng)力的分類1.力相互作用或平衡范圍分類2.金屬學(xué)分類1.應(yīng)力產(chǎn)生的工藝過程分類：鑄造殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力壓力加工殘余應(yīng)力切削加工殘余應(yīng)力熱時效殘余應(yīng)力鍍層殘余應(yīng)力表面硬化處理殘余應(yīng)力校直殘余應(yīng)力等2.按引起殘余應(yīng)力的工藝機構(gòu)分類3.按物理學(xué)分類4.按應(yīng)力存在時間的長短分類二、殘余應(yīng)力的機理1.由于機械加工產(chǎn)生不均勻的塑性變形引起的殘余應(yīng)力。2.由于溫度不均勻造成的局部熱塑性變形或相變作用引起的不均勻塑性變形而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。3.由于公差產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。4.還有由于化學(xué)變化等多種原因都可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。橋梁超聲沖擊變幅桿

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