Ультразвуковая ударная обработка
В последние годы огромное внимание во всем мире уделяется послесварочным методам обработки сварных соединений . По прежнему, одной из актуальных задач современного промышленного производства остается изыскание эффективных производственных технологических средств, обеспечивающих упрочнение сварочных швов и уменьшение остаточных сварочных напряжений.
Среди методов, реально позволяющих повысить качество, надежность и ресурс сварных конструкций следует выделить ультразвуковую ударную обработку.
Впервые результаты исследований влияния ультразвука на пластичность и прочность сталей и сплавов были опубликованы в конце 50-х годов прошлого столетия. В то же время была предпринята первая попытка регулирования напряженнодеформированного состояния сварного соединения посредством его деформационной обработки с использованием ультразвука.
Эти работы имели продолжение в машиностроении при механической обработке. Попытки применения ультразвука в сварочном производстве в этот период положительных результатов не дали. По мнению современных экспертов, основная причина неудач заключалась в конструкции инструмента, жесткой связи его волновода с рабочим деформирующим элементом (индентером).
Это техническое решение ограничивало возможность эффективной деформационной обработки неровной поверхности сварного шва. Кроме того, энергетические характеристики ультразвукового оборудования, его низкая удельная мощность и большая масса инструмента также не позволяла создавать мобильные технологические устройства, удовлетворяющие специфическим требованиям сварочного производства.
При решении задач релаксации остаточных сварочных напряжений и повышения коррозионно-усталостной прочности в 70-е годы прошлого века удалось оптимизировать энергетические и массогабаритные характеристики ультразвукового оборудования, а также осуществить эффективную подвижную связь между деформирующим элементом и ультразвуковым волноводом. На этой основе советскими учеными был найден комплекс технических решений, которые позволили использовать ультразвук в сварочном производстве.
Механизм ультразвуковой ударной обработки представлен на рисунке 1 зонами физического воздействия на сварное соединение в поперечном разрезе поверхностного слоя обрабатываемого металла.
Рисунок 1 отражает многочисленные исследования эффективности ультразвуковой ударной обработки. Эти результаты определяют ряд актуальных областей использования ультразвуковой ударной обработки в производстве, эксплуатации и ремонте сварных соединений (мостостроение, судостроение, машиностроение и другие отрасли).
Следует учитывать, что в этой схеме каждой физической зоне влияния ультразвуковой ударной обработки на свойства различных материалов должны соответствовать определенные режимы обработки и определенная технология изготовления сварного соединения.
Общий вид ультразвукового технологического комплекса «Шмель», позволяющего на практике реализовать метод ультразвуковой ударной обработки,приведен на рисунке 2.
Комплекс «Шмель» предназначен для упрочняющей обработки сварных соединений металлоконструкций методом поверхностного пластического деформирования материала на ультразвуковой частоте и оказывает комплексное воздействие на сварочное соединение:
- снижает концентрации напряжений нагрузки в сварном соединении;
- создает на обрабатываемой поверхности упрочняющий слой с повышенной сопротивляемостью к образованию трещин;
- выгодно перераспределяет остаточные сварочные напряжения в сварном шве и околошовной зоне;
- циклическая долговечность сварного соединения повышается до уровня основного металла.
Комплекс состоит (рис. 2) из ультразвукового ударного инструмента — 1 (устройство на рисунке 3)
с соединительным кабелем и шлангами охлаждения, блока питания — 2 и комплекта запасных частей.
Основные технические характеристики комплекса приведены в таблице 1:
Ультразвуковая колебательная система представляет собой магнитострикционный преобразователь (1) с жестко присоединенным волноводом (2). К волноводу на резьбовом соединении крепится удлинитель (3). Колебательная система установлена в бачке (5) и закреплена гайкой (6). В бачке (5) закреплен стакан (7), к которому крепятся держатель (8) с установленными иглами-ударниками (4).
В качестве заключения отметим, что ультразвуковая ударная обработка является методом послесварочной обработки, который создает комплексный технологический эффект повышения качества и надежности сварных конструкций. А технологические и ресурсные характеристики позволяют широко использовать этот метод в производстве и ремонте сварных конструкций.
Подписывайтесь и будьте с нами:
Последнее изменение: 05.07.2017
Статья размещена ООО «МАГНИТ плюс».
Похожие статьи
О том, как выбрать теплоизоляцию рассказывает Василий Аксенов
История становления ГНБ бизнеса. Риски и первые объемы!
