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超聲波時(shí)效原理

2015-10-24　閱讀(1236)

         殘余應(yīng)力是物體發(fā)生塑性變形后微觀晶粒產(chǎn)生位錯(cuò)和畸變的結(jié)果，這時(shí)物體的內(nèi)能除位錯(cuò)能外，還有位錯(cuò)組態(tài)能、彈性性能，總能較高，從熱力學(xué)的角度看是不穩(wěn)定的。選擇合適的沖擊頻率對(duì)物體進(jìn)行沖擊。如果沖擊提供的能量不足以使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和打破原來(lái)的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，殘余應(yīng)力自然不會(huì)發(fā)生變化。如果沖擊能夠驅(qū)使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，迫使晶?；貜?fù)到平衡位置，原來(lái)的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)被打破，重新形成新的低組態(tài)能的結(jié)構(gòu)，則殘余應(yīng)力重新分布，得到釋放。

    超聲波時(shí)效基本原理是利用大功率超聲波推動(dòng)沖擊工具以20000次/s以上的頻率沖擊金屬表面。由于超聲波的高頻、和聚焦下的能量，使金屬表面產(chǎn)生較大的塑性變形；同時(shí)超聲波時(shí)效儀改變了原有的應(yīng)力場(chǎng)，產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力，并使被沖擊表面得以強(qiáng)化。

    超聲沖擊能夠顯著提高金屬焊接接頭及結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度，大幅度延長(zhǎng)其疲勞壽命；消除殘余拉應(yīng)力，并使被沖擊部位產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而提高工件的承載能力；有效改善焊趾的幾何形狀，大大降低焊趾處的應(yīng)力集中系數(shù)，其效果大大優(yōu)于TIG工藝；消除焊趾表層微小裂紋和焊接缺陷，抑制裂紋提前萌生；強(qiáng)化金屬零件表面，提高表面質(zhì)量和使用壽命。該設(shè)備、節(jié)能、無(wú)污染、使用方便，不受工件形狀、場(chǎng)地、環(huán)境的限制，處理*。

    通過(guò)采用外場(chǎng)作用改善焊縫性能的方法有許多研究和應(yīng)用，超聲沖擊就是一種很有效的方法之一。

    通過(guò)焊后超聲沖擊可以大大提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，能提高接頭疲勞壽命幾倍甚至幾十倍以上。殘余應(yīng)力的大小是影響焊接結(jié)構(gòu)性能的重要指標(biāo)，超聲沖擊后殘余應(yīng)力的變化是導(dǎo)致焊縫疲勞性能改善的主要原因之一。



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