一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭的製作方法

2023-12-02 23:57:01 2

專利名稱：一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬焊接焊縫表面處理技術，尤其是一種用於焊縫應力消除 的高效超聲衝擊頭。
背景技術：
金屬焊接是金屬加工過程中常用的一種加工工藝，金屬材料經焊接後，由於 焊趾的應力集中及殘餘拉伸應力等因素的影響，使焊接焊縫處的疲勞性能遠低於 基本金屬，如飛機、橋梁等一些大型焊接結構，如果焊接部位出現疲勞裂紋，那 造成的嚴重後果是不堪設想的，對於這些能夠預知的焊接缺陷，必須釆取適當而 有效的措施加以消除，如何降低餘高造成的應力集中及消除焊趾表面的缺陷，調 節焊接殘餘應力場，消除其消極影響，使之朝著有利於提高疲勞性能的方向轉z變， 是人們的迫切要求也是長期攻關的難題，通過實踐證明，超聲衝擊處理是大幅度 改善焊接結構和提高焊接結構抗疲勞性能的主要措施，這已成為人們公認的技 術，而超聲衝擊頭又是實現超聲衝擊處理的關鍵部件，現有的超聲衝擊頭都為單 針式或多針式衝擊陣列，雖然衝擊針直徑和形式不同，但由於超聲衝擊時只能在 焊縫一邊進行處理，處理效果並不理想，處理效率也不高，尤其對於長悍縫處理 效率更低。

發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供一種採用對稱的兩枚衝擊針同 時處理焊縫兩邊的焊趾，從而提高衝擊效果和效率的一種用於焊縫應力消除的高 效超聲衝擊頭。
本發明的目的通過以下技術方案實現
一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其包括與超聲衝擊槍配裝連接的 衝擊頭主體，主體上部設有衝擊針孔，孔內安裝有衝擊針，衝擊頭主體下部是連 接衝擊槍的連接體，其特徵在於所述的衝擊頭主體的衝擊針孔對稱分布在中軸線 兩側，並以中軸線為準向內傾斜形成0=2° 5°傾角，兩枚衝擊針活動配裝在 衝擊針孔中，衝擊針頭部為直徑相同的圓柱球頭形。
所述的衝擊頭主體上部為異形圓柱體，進行兩對面倒角，另兩對面倒成圓弧狀，形成由兩個平行面、兩個圓弧面組成的頂平面。
所述的衝擊針直徑為5 8咖，長度為30 35mm，安裝在衝擊針孔後，要求 外露在頂平面上的長度H=15 20mm，衝擊針底部為一較衝擊針粗的圓柱段，它 與衝擊針的傾斜夾角與衝擊針孔相等。
所述的衝擊頭主體下部的連接體的外圓表面為普通螺紋結構。 由於本發明採用上述的技術方案，即採用對稱的兩枚衝擊針同時處理焊縫兩 邊的焊趾，從而可以顯著提高衝擊效率，實踐證明，本發明比多針式衝擊頭的效 率提高20 50%，並且其衝擊力、衝擊強度、對焊縫應力消除以及改善疲勞強度 的程度都比多針式衝擊頭提高5 10%以上，故衝擊效果好，尤其在較長的鋁合 金焊縫處理中大大提高衝擊效率和穩定性，因而取得了極好的經濟效益。


圖l為本發明剖視結構示意圖。
圖2為本發明衝擊頭主體主視圖。 圖3為圖2的俯視圖。 圖4為圖2的側視圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明實施例進行具體說明。
如圖1 圖4所示， 一種用於焊縫應力消除的髙效衝擊頭，其包括與超聲衝 擊槍配裝並螺紋連接的衝擊頭主體1，衝擊頭主體與超聲衝擊槍的結合面之間可 以採用墊片保持其諧振配合，墊片厚度3 5mm。
所述的衝擊頭主體1上部為異形圓柱體，其兩對面倒角，另兩對面倒成圓弧 狀，形成周邊由兩個平行面、兩個圓弧面構成近似矩形的頂平面3，在頂平面3 上加工兩個圓形的通孔即衝擊針孔5，兩個衝擊針孔對稱分布在中軸線兩側，並 以中軸線為準向內傾斜形成<1=3°傾角，兩枚衝擊針2活動配裝在衝擊針孔中， 衝擊頭主體下部為螺紋結構，構成連接衝擊槍的連接體4。衝擊針孔和衝擊針直 徑為6mm，衝擊針長度為30 35mm，要求衝擊針安裝在主體衝擊針孔後其外露部 分長度H=20mm，衝擊針底部為一較衝擊針粗的圓柱段，它與衝擊針的傾斜夾角 與衝擊針孔相等，衝擊針頭部為直徑相同的圓柱球頭形，即球頭直徑等於衝擊針 直徑，衝擊針採用耐磨、抗衝擊類合金製成，如Crl2MoV。
兩個衝擊針孔的距離視焊縫寬度而定，安裝衝擊針後兩針頭的距離基本相當 於焊縫寬度，衝擊頭主體內腔尺寸必須保證兩枚衝擊針能安裝上。衝擊時儘量保持衝擊頭對準焊趾線，衝擊頭與表面夾角90° ，為防止出現不 均勻凹坑，衝擊速度控制在0.6 1.2m/min，衝擊過程應保持速度穩定；為了確 保良好的衝擊效果，衝擊時略施壓力，以保持衝擊針與焊件的穩定接觸，使其基 本在略大於超聲衝擊槍自重的條件下進行衝擊處理，同時保證使焊趾部位獲得更 好的光滑過渡。
權利要求
1、一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其包括與超聲衝擊槍配裝連接的衝擊頭主體(1)，主體上部設有衝擊針孔(5)，孔內安裝有衝擊針(2)，衝擊頭主體下部是連接衝擊槍的連接體(4)，其特徵在於所述的衝擊頭主體(1)的衝擊針孔(5)對稱分布在中軸線兩側，並以中軸線為準向內傾斜形成α＝2°～5°傾角，兩枚衝擊針(2)活動配裝在衝擊針孔(5)中，衝擊針(2)頭部為直徑相同的圓柱球頭形。
2、 根據權利要求1所述的一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其特 徵在於所述的衝擊頭主體(1)上部為異形圓柱體，進行兩對面倒角，另兩對面 倒成圓弧狀，形成由兩個平行面、兩個圓弧面組成的頂平面(3)。
3、 根據權利要求1所述的一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其特 徵在於所述的衝擊針(2)直徑為5 8mm，長度為30 35mm,安裝在衝擊針孔(5) 後，要求外露在頂平面(3)上的長度H-15 20mm,衝擊針底部為一較衝擊針粗 的圓柱段，它與衝擊針的傾斜夾角與衝擊針孔相等。
4、 根據權利要求1所述的一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其特 徵在於所述的衝擊頭主體(1)下部的連接體(4)的外圓表面為普通螺紋結構。
5、 根據權利要求1 4任一項所述的一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊 頭，其特徵在於所述衝擊頭主體(1)與超聲衝擊槍的裝配結合面之間設有墊片。
全文摘要
本發明公開了一種用於焊縫應力消除的高效超聲衝擊頭，其包括衝擊頭主體，活動配裝在衝擊頭主體衝擊針孔中的衝擊針，兩枚衝擊針對稱分布在中軸線兩側，並以中軸線為準向內傾斜形成α＝2°～5°傾角，衝擊針為圓柱球頭形，直徑為5～8mm，長度為30～35mm，安裝入衝擊頭主體後要求外露部分長度H＝15～20mm，衝擊頭主體下部以螺紋與衝擊槍連接。本發明採用對稱的兩枚衝擊針同時處理焊縫兩邊的焊趾，可顯著提高衝擊效率，比多針式衝擊頭提高效率20～50％，其衝擊力、衝擊強度、對焊縫應力消除以及改善疲勞強度的程度都比多針式衝擊頭提高5～10％以上，衝擊效果好，尤其在較長的鋁合金焊縫處理中大大提高衝擊效率和穩定性，具有極好的經濟效益。
文檔編號C21D7/06GK101429588SQ20081016268
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者馮傑才, 宋建民, 王冬生, 王有祁, 王法科, 兵 譚, 陳東高, 冰 馬 申請人:中國兵器工業第五二研究所