超声冲击法处理炉壳焊缝应力方案

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1、超声冲击法处理炉壳焊缝应力一、概述超声冲击法是国外较流行的焊后处理、表面局部强化和消除残余应力的方法。该方法首先在前苏联的乌克兰诞生，于二十世纪六十年代在美国得到迅速发展，在第十三届国际焊接学会上公认为是提高焊接结构疲劳性能最有效的方法，并在发达国家迅速得以推广应用，经过半个世纪的发展，超声冲击处理的工艺及设备已日趋完善，该方法的执行机构轻巧，使用灵活方便、噪音小、效率高、成本低、节能、无污染。Hy系列超声冲击装置作为焊后处理设备，它能同时改善影响焊缝质量的多个因素，如应力缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面，所以对提高焊接接头的疲劳

2、性能有事半功倍的效果，可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%—120%，疲劳寿命延长5—100倍。由于采用超声冲击处理后，省去了传统的打磨及去渣工序，节约劳动时间20%左右，降低了劳动强度提高了生产效率。二、超声冲击处理的作用1、可使焊接接头疲劳强度提高50%—120%，疲劳寿命延长5—100倍。2、是目前最彻底消除残余拉应力，并产生出理想压应力的工艺方法。3、有效改善焊趾的几何形状，降低焊缝焊趾处的应力集中，且工艺简单易行，成本低廉。4、消除焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷，抑制裂纹的提前萌生。5、改变原有的应力场，明显减少焊接变形。

3、6、局部强化处理，提高零件表面质量和疲劳寿命。7、用于对机械零件局部焊接修复部位进行消除焊接应力和强化处理。8、提高金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力约400%。9、同时改善影响焊缝疲劳性能几个方面的因素：焊趾几何形状、残余应力、微观裂纹和熔渣等缺陷、表面强化等，因而能大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。一、超声冲击对金属结构的突出贡献1、增加金属结构件在动载荷和腐蚀环境下的使用寿命。2、减少金属结构件在腐蚀疲劳下的维修费用。3、在同样的设计要求下，可使用更少的材料，从而减少了制造和运行成本。4、大幅度提高高强合金钢焊接接头的焊接性能，拓

4、宽了高强合金钢的应用领域。5、增加了金属结构件在制造和使用过程中的结构稳定性二、超声冲击法相对于传统工艺方法的优势1、超声冲击处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素，如：残余应力、微观缺陷和裂纹、焊趾几何形状、表面强化等，因而能大幅提高焊缝的疲劳性能，有事办功倍之效果。2、在消除焊缝焊趾处应力集中方面，是目前最方便、最有效的，其效果远胜于在焊趾处氩弧焊重熔（TIG）或机械修磨的方法。3、消除焊接残余应力，完全可替代热处理和振动时效等时效方法，且处理工艺简单，效果稳定可靠。想处理哪里就处理哪里，并可在任意时间、任意工序上进行，让你

5、随心所欲，得心应手。不象振动时效那样，工艺复杂且时效效果要受诸多工艺参数之影响。4、有效的在自然条件下使已变形了的焊接构件向常态恢复，因而也是目前很方便的校形工具。5、超声冲击处理占地少，不受工件材质、形状、结构、重量之限制，使用起来灵活方便。一、超声冲击的基本原理超声冲击的基本原理就是利用大功率超声波推动冲击工具以每秒两万次以上的频率冲击金属物体表面，由于超声波的高频、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；同时超声冲击波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力；并使被冲击部位得以强化。二、超声冲击提高焊接接头疲劳性能

6、的基本原理金属结构件在焊接时，普遍采用熔化焊接的方法，在金属的填充过程中，在接头部位留有余高、凹坑及各种微小焊接缺陷，造成严重的应力集中；同时还产生一定的焊接残余应力。在绝大多数情况下，残余拉应力对焊接结构的疲劳强度是十分不利的。同时，大量研究表明，在焊趾部位距离表面0.5mm左右处一般存有熔渣等缺陷，该缺陷较尖锐，相当于疲劳裂纹提前萌生。在应力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接残余拉应力的联合作用下，焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命被严重降低。基本原理是，焊后利用超声波推动冲击工具以每秒两万次以上的频率沿焊缝方向冲击焊缝的脚趾部位，使之产生较大的压

7、缩塑性变形，使焊趾处产生圆滑的几何过渡，从而大大降低焊趾处余高和凹坑造成的应力集中；消除了焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷，抑制裂纹的提前萌生；调整了焊接残余应力场，消除其焊接拉应力，在焊趾附近产生一定数值的压应力；并使焊趾部位材料得以强化。因此，超声冲击能同时改善影响焊缝疲劳性能几个方面的因素，如：焊趾几何形状、残余应力、微观裂纹和熔渣缺陷、表面强化等，所以，能大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。一、超声冲击处理工艺接好HY4050超声冲击装置的电源，连接好接地线，开启电源开关，按照《说明书》进行操作，将超声冲击枪对准试件焊趾部位，

8、且基本垂直于焊缝。冲击头的冲击针阵列沿焊缝方向排列，两手握紧把手，并将冲击针对准焊趾，在冲击枪自重条件下对焊趾进行超声冲击处理。在冲击处理过程中，冲击枪在垂直于焊缝的方向做一定角度的摆动，并沿焊缝来回移动。