CN101429588A - 一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其包括冲击头主体，活动配装在冲击头主体冲击针孔中的冲击针，两枚冲击针对称分布在中轴线两侧，并以中轴线为准向内倾斜形成α＝2°～5°倾角，冲击针为圆柱球头形，直径为5～8mm，长度为30～35mm，安装入冲击头主体后要求外露部分长度H＝15～20mm，冲击头主体下部以螺纹与冲击枪连接。本发明采用对称的两枚冲击针同时处理焊缝两边的焊趾，可显著提高冲击效率，比多针式冲击头提高效率20～50％，其冲击力、冲击强度、对焊缝应力消除以及改善疲劳强度的程度都比多针式冲击头提高5～10％以上，冲击效果好，尤其在较长的铝合金焊缝处理中大大提高冲击效率和稳定性，具有极好的经济效益。

Description

一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头

技术领域

本发明涉及一种金属焊接焊缝表面处理技术，尤其是一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头。

背景技术

金属焊接是金属加工过程中常用的一种加工工艺，金属材料经焊接后，由于焊趾的应力集中及残余拉伸应力等因素的影响，使焊接焊缝处的疲劳性能远低于基本金属，如飞机、桥梁等一些大型焊接结构，如果焊接部位出现疲劳裂纹，那造成的严重后果是不堪设想的，对于这些能够预知的焊接缺陷，必须采取适当而有效的措施加以消除，如何降低余高造成的应力集中及消除焊趾表面的缺陷，调节焊接残余应力场，消除其消极影响，使之朝着有利于提高疲劳性能的方向转变，是人们的迫切要求也是长期攻关的难题，通过实践证明，超声冲击处理是大幅度改善焊接结构和提高焊接结构抗疲劳性能的主要措施，这已成为人们公认的技术，而超声冲击头又是实现超声冲击处理的关键部件，现有的超声冲击头都为单针式或多针式冲击阵列，虽然冲击针直径和形式不同，但由于超声冲击时只能在焊缝一边进行处理，处理效果并不理想，处理效率也不高，尤其对于长焊缝处理效率更低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用对称的两枚冲击针同时处理焊缝两边的焊趾，从而提高冲击效果和效率的一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其包括与超声冲击枪配装连接的冲击头主体，主体上部设有冲击针孔，孔内安装有冲击针，冲击头主体下部是连接冲击枪的连接体，其特征在于所述的冲击头主体的冲击针孔对称分布在中轴线两侧，并以中轴线为准向内倾斜形成α＝2°～5°倾角，两枚冲击针活动配装在冲击针孔中，冲击针头部为直径相同的圆柱球头形。

所述的冲击头主体上部为异形圆柱体，进行两对面倒角，另两对面倒成圆弧状，形成由两个平行面、两个圆弧面组成的顶平面。

所述的冲击针直径为5～8mm，长度为30～35mm，安装在冲击针孔后，要求外露在顶平面上的长度H＝15～20mm，冲击针底部为一较冲击针粗的圆柱段，它与冲击针的倾斜夹角与冲击针孔相等。

所述的冲击头主体下部的连接体的外圆表面为普通螺纹结构。

由于本发明采用上述的技术方案，即采用对称的两枚冲击针同时处理焊缝两边的焊趾，从而可以显著提高冲击效率，实践证明，本发明比多针式冲击头的效率提高20～50％，并且其冲击力、冲击强度、对焊缝应力消除以及改善疲劳强度的程度都比多针式冲击头提高5～10％以上，故冲击效果好，尤其在较长的铝合金焊缝处理中大大提高冲击效率和稳定性，因而取得了极好的经济效益。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图。

图2为本发明冲击头主体主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例进行具体说明。

如图1～图4所示，一种用于焊缝应力消除的高效冲击头，其包括与超声冲击枪配装并螺纹连接的冲击头主体1，冲击头主体与超声冲击枪的结合面之间可以采用垫片保持其谐振配合，垫片厚度3～5mm。

所述的冲击头主体1上部为异形圆柱体，其两对面倒角，另两对面倒成圆弧状，形成周边由两个平行面、两个圆弧面构成近似矩形的顶平面3，在顶平面3上加工两个圆形的通孔即冲击针孔5，两个冲击针孔对称分布在中轴线两侧，并以中轴线为准向内倾斜形成α＝3°倾角，两枚冲击针2活动配装在冲击针孔中，冲击头主体下部为螺纹结构，构成连接冲击枪的连接体4。冲击针孔和冲击针直径为6mm，冲击针长度为30～35mm，要求冲击针安装在主体冲击针孔后其外露部分长度H＝20mm，冲击针底部为一较冲击针粗的圆柱段，它与冲击针的倾斜夹角与冲击针孔相等，冲击针头部为直径相同的圆柱球头形，即球头直径等于冲击针直径，冲击针采用耐磨、抗冲击类合金制成，如Cr12MoV。

两个冲击针孔的距离视焊缝宽度而定，安装冲击针后两针头的距离基本相当于焊缝宽度，冲击头主体内腔尺寸必须保证两枚冲击针能安装上。

冲击时尽量保持冲击头对准焊趾线，冲击头与表面夹角90°，为防止出现不均匀凹坑，冲击速度控制在0.6～1.2m/min，冲击过程应保持速度稳定；为了确保良好的冲击效果，冲击时略施压力，以保持冲击针与焊件的稳定接触，使其基本在略大于超声冲击枪自重的条件下进行冲击处理，同时保证使焊趾部位获得更好的光滑过渡。

Claims (5)

1、一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其包括与超声冲击枪配装连接的冲击头主体(1)，主体上部设有冲击针孔(5)，孔内安装有冲击针(2)，冲击头主体下部是连接冲击枪的连接体(4)，其特征在于所述的冲击头主体(1)的冲击针孔(5)对称分布在中轴线两侧，并以中轴线为准向内倾斜形成α＝2°～5°倾角，两枚冲击针(2)活动配装在冲击针孔(5)中，冲击针(2)头部为直径相同的圆柱球头形。

2、根据权利要求1所述的一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其特征在于所述的冲击头主体(1)上部为异形圆柱体，进行两对面倒角，另两对面倒成圆弧状，形成由两个平行面、两个圆弧面组成的顶平面(3)。

3、根据权利要求1所述的一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其特征在于所述的冲击针(2)直径为5～8mm，长度为30～35mm，安装在冲击针孔(5)后，要求外露在顶平面(3)上的长度H＝15～20mm，冲击针底部为一较冲击针粗的圆柱段，它与冲击针的倾斜夹角与冲击针孔相等。

4、根据权利要求1所述的一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其特征在于所述的冲击头主体(1)下部的连接体(4)的外圆表面为普通螺纹结构。

5、根据权利要求1～4任一项所述的一种用于焊缝应力消除的高效超声冲击头，其特征在于所述冲击头主体(1)与超声冲击枪的装配结合面之间设有垫片。

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