CN104801845A - 一种用于高温或真空环境的超声冲击枪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高温或真空环境的超声冲击枪及其使用方法，包括冲击针、冲击针套、变幅杆、压环、壳体、紧固环、前后腔隔离密封圈、壳体、隔音盘、换能器、紧固螺栓、后密封圈、后盖、换能器供电线接口、冷却进气口、冷却出气口，冲击针插入变幅杆顶部并从冲击针套顶部伸出，前壳和壳体通过压环连接，隔音盘通过紧固环与前后腔隔离密封圈紧密贴合，壳体和后盖通过后密封圈紧密连接，换能器供电线接口、冷却进气口、冷却出气口均做密封处理。在使用时，持续通入冷却气体以降低换能器的工作温度。本发明的冲击枪可在高温或真空环境中顺利进行超声冲击操作，并通过持续降低换能器工作状态下的温度，大幅度延长工作时间，显著提高工作效率。

Description

一种用于高温或真空环境的超声冲击枪及其使用方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体为一种用于高温或真空环境的超声冲击枪及其使用方法。

背景技术

超声冲击法是近些年国内外发展起来的一种提高焊接接头疲劳强度的新技术。研究表明，这种方法的适用场合很广，不仅可以有效地应用于焊接结构，而且可以应用于非焊接结构。其执行机构轻巧、使用灵活方便、效率高，是一种很有吸引力的焊后提高接头疲劳强度的方法。申请号为02100037.9的中国发明专利公开了“一种提高焊接接头疲劳性能的压电式超声冲击装置”，目前实际工程应用过程中基本采用这一类型。然而，目前使用的超声冲击枪受工作环境的限制，无法在高温或真空等特殊环境下进行超声处理，在实际应用过程中表现出一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可在高温或真空环境中使用的超声冲击枪及其使用方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种用于高温或真空环境的超声冲击枪，包括冲击针、冲击针套、变幅杆、压环、前壳、紧固环、前后腔隔离密封圈、壳体、隔音盘、换能器、换能器供电线、紧固螺栓、后密封圈、后盖、换能器供电线接口、冷却进气口、冷却出气口、夹持柄、前腔和后腔，所述变幅杆、所述隔音盘和所述换能器通过所述紧固螺栓连接成一体并装入所述壳体内，所述冲击针插入所述变幅杆顶部并从所述冲击针套顶部伸出，所述换能器通过所述换能器供电线与所述换能器供电线接口连接，所述夹持柄位于所述后盖底部，所述前腔位于所述隔音盘前端，所述后腔位于所述隔音盘后端，所述前壳和所述壳体通过所述压环连接，所述隔音盘通过所述紧固环与所述前后腔隔离密封圈紧密贴合，所述壳体和所述后盖通过所述后密封圈紧密连接，所述换能器供电线接口、所述冷却进气口、所述冷却出气口均做密封处理。

所述换能器为压电陶瓷换能器或磁致伸缩式换能器。

所述压电陶瓷换能器由2至12片偶数片压电陶瓷换能组成。

所述变幅杆和所述压电陶瓷换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的四分之一或二分之一。

所述冲击针套和所述变幅杆的连接方式为直线连接或斜角度连接。

当所述冲击针套和所述变幅杆为斜角度连接时，所述冲击针套和所述变幅杆延长线所形成的角度为0至90度，

所述冲击针数量为1-7个。

所述前后腔隔离密封圈和所述后密封圈均为液压气动用O形橡胶密封圈。

所述冲击针位于所述前壳上方的长度为所述冲击针总长度的二分之一至三分之二，所述冲击针的长度为5-20mm。所述所述换能器供电线接口、所述冷却进气口和冷却出气口的孔径一致，孔径为3-5mm。所述前后腔隔离密封圈的直径为20-40mm，所述后密封圈的直径为30-50mm。所述夹持柄长度为所述壳体长度的四分之一至三分之一，所述壳体长度为300-600mm。

本发明所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将所述超声冲击枪通过所述夹持柄装配到夹持机构上，为所述换能器冷却的冷却气体从所述冷却进气口通入所述后腔，冷却气体从所述冷却出气口排出。

步骤2：将所述冲击针对准目标位置，接通工作电源，打开所述超声冲击枪的开关，使用所述夹持机构操纵所述超声冲击枪对目标位置进行超声冲击操作。

步骤3：操作结束时，关闭工作电源，所述超声冲击枪停止工作，继续向所述后腔中通入冷却气体，通过调节冷却气体流速，直至将所述超声冲击枪从高温或真空环境中取出。

所述冷却气体包括压缩空气，二氧化碳气体或氩气。

本发明的有益效果，为换能器冷却的气体从冷却进气口通入，从冷却出气口排出，持续降低换能器工作状态下的温度，大幅度延长工作时间。由于双层密封圈的设计，保证了后部冷却与前端工作部分的分离，有效提高了超声冲击枪的应用范围，并且显著提高其工作效率100％-200％。

附图说明

图1是本发明的压电陶瓷换能器半波长超声冲击枪的结构示意图。

图2是本发明的密封装置的局部放大图A。

图3是本发明的密封装置的局部放大图B。

图4是本发明的磁致伸缩换能器半波长超声冲击枪的结构示意图。

图5是本发明的压电陶瓷换能器全波长超声冲击枪的结构示意图。

图6是本发明的磁致伸缩换能器全波长超声冲击枪的结构示意图。

图7是本发明的压电陶瓷换能器半波长斜角度超声冲击枪的结构示意图。

图8是本发明的磁致伸缩换能器半波长斜角度超声冲击枪的结构示意图。

图9是本发明的压电陶瓷换能器全波长斜角度超声冲击枪的结构示意图。

图10是本发明的磁致伸缩换能器全波长斜角度超声冲击枪的结构示意图。

图中标号说明如下：

1-冲击针、2-冲击针套、3-变幅杆、4-压环、5-前壳、6-紧固环、7-前后腔隔离密封圈、8-壳体、9-隔音盘、10-换能器、11-换能器供电线、12-紧固螺栓、13-后密封圈、14-后盖、15-换能器供电线接口、16-冷却进气口、17-冷却出气口、18-夹持柄、19-前腔、20-后腔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1：压电陶瓷换能器半波长超声冲击枪及其使用方法

如图1、图2和图3所示，一种压电陶瓷换能器半波长超声冲击枪，包括冲击针1、冲击针套2、变幅杆3、压环4、前壳5、紧固环6、前后腔隔离密封圈7、壳体8、隔音盘9、压电陶瓷换能器10、换能器供电线11、紧固螺栓12、后密封圈13、后盖14、换能器供电线接口15、冷却进气口16、冷却出气口17、夹持柄18、前腔19和后腔20，所述变幅杆3、所述隔音盘9和所述压电陶瓷换能器10通过所述紧固螺栓12连接成一体并装入所述壳体8内，所述冲击针1插入所述变幅杆3顶部并从所述冲击针套2顶部伸出，所述压电陶瓷换能器10通过所述换能器供电线11与所述换能器供电线接口15连接，所述夹持柄18位于所述后盖14底部，所述前腔19位于所述隔音盘9前端，所述后腔20位于所述隔音盘9后端，所述前壳5和所述壳体8通过所述压环4连接，所述隔音盘9通过所述紧固环6与所述前后腔隔离密封圈7紧密贴合，所述壳体8和所述后盖14通过所述后密封圈13紧密连接，所述换能器供电线接口15、所述冷却进气口16、所述冷却出气口17均做密封处理。

所述变幅杆3和所述压电陶瓷换能器10的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的四分之一。

所述压电陶瓷换能器10由6片压电陶瓷组成。

所述冲击针1数量为3个。

所述冲击针1位于所述冲击针套2上方的长度为所述冲击针1总长度的二分之一至三分之二，所述冲击针1的长度为5-20mm。所述换能器供电线接口15、所述冷却进气口16和所述冷却出气口17的孔径一致，孔径为3-5mm。所述前后腔隔离密封圈7的直径为20-40mm，所述后密封圈13的直径为30-50mm。所述夹持柄18长度为所述壳体8长度的四分之一至三分之一，所述壳体8长度为300-600mm。

本发明所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将所述超声冲击枪通过所述夹持柄18装配到夹持机构上，为所述压电陶瓷换能器10冷却的冷却气体从所述冷却进气口16通入所述后腔20，冷却气体从所述冷却出气口17排出；

步骤2：将所述冲击针1对准目标位置，接通工作电源，打开所述超声冲击枪的开关，使用所述夹持机构18操纵所述超声冲击枪对目标位置进行超声冲击操作；

步骤3：操作结束时，关闭工作电源，所述超声冲击枪停止工作，继续向所述后腔20中通入冷却气体，通过调节冷却气体流速，直至将所述超声冲击枪从高温或真空环境中取出。

实施例2：磁致伸缩换能器半波长超声冲击枪及其使用方法

如图4所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例1基本相同，不同之处在于所述换能器为磁致伸缩式换能器。

实施例3：压电陶瓷换能器全波长超声冲击枪及其使用方法

如图5所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例1基本相同，不同之处在于所述变幅杆3和所述换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的二分之一。

实施例4：磁致伸缩换能器全波长超声冲击枪及其使用方法

如图6所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例2基本相同，不同之处在于所述变幅杆3和所述换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的二分之一。

实施例5：压电陶瓷换能器半波长斜角度超声冲击枪及其使用方法

如图7所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例1基本相同，不同之处在于所述冲击针套2和所述变幅杆3的连接为斜角度连接，所述冲击针套2和所述变幅杆3延长线所形成的角度为0至90度。

实施例6：磁致伸缩换能器半波长超声冲击枪及其使用方法

如图8所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例1基本相同，不同之处在于所述换能器为磁致伸缩式换能器。

实施例7：压电陶瓷换能器全波长超声冲击枪及其使用方法

如图9所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例1基本相同，不同之处在于所述变幅杆3和所述换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的二分之一。

实施例8：磁致伸缩换能器全波长超声冲击枪及其使用方法

如图10所示，所述超声冲击枪结构及其使用方法与实施例6基本相同，不同之处在于所述变幅杆3和所述换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的二分之一。

以上对本发明的技术方案做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本技术方案的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高温或真空环境的超声冲击枪，包括冲击针、冲击针套、变幅杆、前壳、壳体、隔音盘、换能器、换能器供电线、紧固螺栓、后盖、换能器供电线接口、夹持柄、前腔和后腔，所述变幅杆、所述隔音盘和所述换能器通过所述紧固螺栓连接成一体并装入所述壳体内，所述冲击针插入所述变幅杆顶部并从所述冲击针套顶部伸出，所述换能器通过所述换能器供电线与所述换能器供电线接口连接，所述夹持柄位于所述后盖底部，所述前腔位于所述隔音盘前端，所述后腔位于所述隔音盘后端，其特征在于，所述超声冲击枪还包括压环、紧固环、前后腔隔离密封圈、后密封圈、冷却进气口和冷却出气口，所述前壳和所述壳体通过所述压环连接，所述隔音盘通过所述紧固环与所述前后腔隔离密封圈紧密贴合，所述壳体和所述后盖通过所述后密封圈紧密连接，所述换能器供电线接口、所述冷却进气口、所述冷却出气口均做密封处理。

2.根据权利要求1所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述换能器为压电陶瓷换能器或磁致伸缩式换能器。

3.根据权利要求2所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述压电陶瓷换能器由2至12片偶数片压电陶瓷换能组成。

4.根据权利要求1所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述变幅杆和所述压电陶瓷换能器的尺寸分别为系统谐振频率对应波长的四分之一或二分之一。

5.根据权利要求1所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述冲击针套和所述变幅杆的连接方式为直线连接或斜角度连接。

6.根据权利要求5所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述冲击针套和所述变幅杆延长线所形成的角度为0至90度。

7.根据权利要求1所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述冲击针数量为1-7个。

8.根据权利要求1所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述前后腔隔离密封圈和所述后密封圈均为液压气动用O形橡胶密封圈。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪，其特征在于，所述冲击针位于所述前壳上方的长度为所述冲击针总长度的二分之一至三分之二，所述冲击针的长度为5-20mm，所述所述换能器供电线接口、所述冷却进气口和冷却出气口的孔径一致，孔径为3-5mm，所述前后腔隔离密封圈的直径为20-40mm，所述后密封圈的直径为30-50mm，所述夹持柄长度为所述壳体长度的四分之一至三分之一，所述壳体长度为300-600mm。

10.如权利要求1-9任一项所述的用于高温或真空环境的超声冲击枪的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将所述超声冲击枪通过所述夹持柄装配到夹持机构上，为所述换能器冷却的冷却气体从所述冷却进气口通入所述后腔，冷却气体从所述冷却出气口排出；

步骤2：将所述冲击针对准目标位置，接通工作电源，打开所述超声冲击枪的开关，使用所述夹持机构操纵所述超声冲击枪对目标位置进行超声冲击操作；

步骤3：操作结束时，关闭工作电源，所述超声冲击枪停止工作，继续向所述后腔中通入冷却气体，通过调节冷却气体流速，直至将所述超声冲击枪从高温或真空环境中取出。