CN108754122B - 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置 - Google Patents

一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108754122B
CN108754122B CN201810679809.XA CN201810679809A CN108754122B CN 108754122 B CN108754122 B CN 108754122B CN 201810679809 A CN201810679809 A CN 201810679809A CN 108754122 B CN108754122 B CN 108754122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
impact
welding
self
impact gun
deflection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810679809.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108754122A (zh
Inventor
程小华
陈勇
杨忠勇
张吉斌
杨建福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Nuclear Engineering & Construction Corp ltd
China Nuclear Industry Huaxing Construction Co Ltd
Original Assignee
China Nuclear Engineering & Construction Corp ltd
China Nuclear Industry Huaxing Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Nuclear Engineering & Construction Corp ltd, China Nuclear Industry Huaxing Construction Co Ltd filed Critical China Nuclear Engineering & Construction Corp ltd
Priority to CN201810679809.XA priority Critical patent/CN108754122B/zh
Publication of CN108754122A publication Critical patent/CN108754122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108754122B publication Critical patent/CN108754122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

本发明涉及一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置,包括柔性轨道、永磁体、自行小车、伸缩支架、偏摆器、冲击枪、冲击针、控制器、冲击枪电缆、超声波电源和电源线;采用永磁体将柔性轨道固定在作用件上,将自行小车安装在柔性轨道上,伸缩支架安装在自行小车上,偏摆器安装在伸缩支架的前端,所述偏摆器可以随伸缩支架调节离自行小车的距离;冲击针安装在冲击枪的前端,将冲击枪安装在偏摆器上,偏摆器可以调节冲击枪和焊缝的角度,控制器通过冲击枪电缆和冲击枪连接,并通过电源线和超声波电源连接。本发明能够实现机械化、自动化焊接,同时也可以实现机械化、自动化超声冲击消除焊接残余应力。

Description

一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置
技术领域
本发明涉及一种消除焊接残余应力的装置,尤其涉及一种用于采用超声波消除焊缝焊接残余应力的自动装置,应用于消除焊缝残余应力,本发明属于焊接自动化技术领域。
背景技术
金属材料在采用各种焊接方法焊接之后,焊缝容易产生较大的焊接残余应力,尤其会在焊缝表面产生较大的拉应力,如果不采取技术手段消除或者降低这部分残余应力,在焊缝服役时容易产生表面裂纹甚至发生断裂,尤其是高强钢、高碳钢或者大厚板,复杂焊接接头的缝最容易发生由于焊缝表面残余应力引起的裂纹或者断裂。传统的消除焊接残余应力的方法是在允许的情况下采用去应力退火,可以很大程度或者完全消除焊缝的残余应力,但是在实际生产中不是所有的焊接结构都可以采取去应力退火的方法,超声冲击消除残余应力是现在经常应用到的消除残余应力的方法。
现在一般人们采用超声冲击消除焊接残余应力的装置,适用于各种材料焊接结构的焊后处理,达到延长焊接结构疲劳寿命、提高其疲劳强度的目的,并且能在一定程度上消除焊接过程应力和残余应力,特别适用于普通接头、承载接头以及异种材料焊接接头等结构的焊后处理。但目前大型钢结构生产中经常存在大量的高强钢大厚板焊接接头,比如核电工程中的外围防撞安全壳,大型压力容器等,这些钢结构中存在大量大长度平直或者规则焊缝,这些焊缝如果采用传统超声冲击消除焊接残余应力机来消除焊接应力,必定是一项耗时费力的工程,需要大量人力来处理,使用人工手持冲击枪,对焊缝冲击也存在以下的缺点;
(1)精度不高,在超声冲击的过程中,受人为因素影响较大;
(2)作业时间长,大大的消耗人力;
(3)需要技术熟练、经验丰富的专业人员的技工才能完成,人工成本较高;
而采用本发明的自动超声冲击消除残余应力的装置能够实现机械化、自动化焊接,同时也可以实现机械化、自动化超声冲击消除焊接残余应力。
发明内容
针对大厚板高强钢的平直或者弯曲半径较大的焊缝不便于采用人工超声冲击消除焊接残余应力的问题,本发明提供一种自动超声冲击消除焊接残余应力的装置。本发明结构简单,安装拆卸便捷,使用简单,运行效率高,消除焊接残余应力的效果均匀。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置,包括柔性轨道、永磁体、自行小车、伸缩支架、偏摆器、冲击枪、冲击针、控制器、冲击枪电缆、超声波电源和电源线;采用永磁体将柔性轨道固定在作用件上,将自行小车安装在柔性轨道上,伸缩支架安装在自行小车上,偏摆器安装在伸缩支架的前端,所述偏摆器可以随伸缩支架调节离自行小车的距离;所述冲击针安装在冲击枪的前端,将冲击枪安装在偏摆器上,偏摆器可以调节冲击枪和焊缝的角度,控制器通过冲击枪电缆和冲击枪连接,并通过电源线和超声波电源连接。
进一步的,所述柔性轨道可在一定曲率半径范围内自由弯曲,将永磁铁安装在柔性轨道下面,当永磁体吸附在钢质构件表面上时,所述柔性轨道可沿钢质构件表面按一定曲率弯曲或者平直吸附。
进一步的,所述伸缩支架安装在自行小车上,伸缩支架可以调节上述偏摆器伸出自行小车外面的长度,控制冲击枪的伸出位置;所述偏摆器安装在伸缩支架的末端,冲击枪安装在偏摆器上,所述偏摆器可以调节冲击枪与需要冲击的焊缝的角度。
进一步的,所述冲击枪内部安装超声波发生和振幅放大模块,冲击针在冲击枪作用下不断冲击焊缝,实现去除焊接应力的功能。
进一步的,所述冲击针为合金钢材质,具有很高的硬度和非常好任性,冲击针安装在冲击枪的前部。
控制器包括“电源开关”、“运行方向”、“速度调节”三个开关,所述自行小车在控制器控制下可以沿着柔性轨道自动行驶,可以前进、后退或者停止,还可以实现调速。
所述“运行方向”开关分为三个档,分别为“前进”、“停止”、“后退”档,“前进”和“后退”档都可以使冲击枪处于运行状态,“停止”档可以使自行小车和冲击枪都处于停止状态,以保证自行小车运动时,冲击枪始终是同步运行的。
本发明还公布所述的自动超声冲击消除焊接残余应力装置的操作方法,步骤如下:
(1)将永磁体吸附在钢板上,于距离焊缝适当距离的位置处,并使柔性轨道和焊缝平行;
(2)调节偏摆器使冲击枪和焊缝呈现适当的角度;
(3)调节伸缩支架使冲击针接触到焊缝的表面;
(4)用冲击枪电缆连接控制器和冲击枪,用电源线连接超声波电源和控制器;
(5)打开控制器的“电源开关”,选择合适的运行方向,前进或者后退,并使“运行方向”开关置于该档位,此时自行小车自动行走,根据冲击的效果调节“速度调节”开关,增大或者减小自行小车的运行速度,以使冲击的效果处于最佳状态。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用永磁体柔性轨道结构,可以适用于钢质构件平直焊缝或者有一定曲率半径的焊缝处理,同时可以适应于平焊、横焊、立焊焊缝、也可以应用于对接焊缝、角接焊缝的消除焊接残余应力处理。自动化的自行小车和便捷的速度调节,可以根据不同材质不同形状的焊缝选择最佳的工艺参数,使超声冲击消除焊接残余应力的效果达到最佳。
附图说明
图1:本发明的自动超声冲击消除焊接残余应力装置的结构示意图。
图中:1-柔性轨道,2-永磁体,3-自行小车,4-伸缩支架,5-偏摆器,6-冲击枪,7-冲击针,8-控制器,9-冲击枪电缆,10-超声波电源,11-电源线,12-钢板,13-焊缝。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明的自动超声冲击消除焊接残余应力装置,该装置由柔性轨道1、永磁体2、自行小车3、伸缩支架4、偏摆器5、冲击枪6、冲击针7、控制器8、冲击枪电缆9、超声波电源10、电源线11、钢板12、和焊缝13组成。
所述永磁体2安装在柔性轨道1的下面,永磁体2固定在钢板12上时,柔性轨道2固定在钢板12上。所述自行小车3安装在柔性轨道1上,伸缩支架4安装在自行小车3上,偏摆器5安装在伸缩支架4的前端,偏摆器5可以随伸缩支架4调节离自行小车3的距离。所述冲击针7安装在冲击枪6的前端,冲击枪6安装在偏摆器5上,偏摆器5可以调节冲击枪6和焊缝13的角度。所述控制器8通过冲击枪电缆9和冲击枪6连接,通过电源线11和超声波电源10连接。
本发明的自动超声冲击消除焊接残余应力装置的使用步骤如下:
(1)将永磁体2安装到柔性轨道1上;
(2)将永磁体吸附钢板12上,并距离焊缝13适当距离的位置处,并使柔性轨道1和焊缝13平行;
(3)调节偏摆器5使冲击枪6和焊缝13呈现适当的角度;
(4)调节伸缩支架4使冲击针7接触到焊缝13的表面;
(5)用冲击枪电缆9连接控制器8和冲击枪6,用电源线连接超声波电源10和控制器8;
(6)打开控制器8的“电源开关”,选择合适的运行方向,前进或者后退,并使“运行方向”开关置于该档位,此时自行小车3自动行走,根据冲击的效果调节“速度调节”开关,增大或者减小自行小车3的运行速度,以使冲击的效果处于最佳状态。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,依据本发明的技术实质,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置,其特征在于:包括柔性轨道、永磁体、自行小车、伸缩支架、偏摆器、冲击枪、冲击针、控制器、冲击枪电缆、超声波电源和电源线;采用永磁体将柔性轨道固定在作用件上,将自行小车安装在柔性轨道上,伸缩支架安装在自行小车上,偏摆器安装在伸缩支架的前端,所述偏摆器可以随伸缩支架调节离自行小车的距离;所述冲击针安装在冲击枪的前端,将冲击枪安装在偏摆器上,偏摆器可以调节冲击枪和焊缝的角度,控制器通过冲击枪电缆和冲击枪连接,并通过电源线和超声波电源连接;所述柔性轨道可在一定曲率半径范围内自由弯曲,将永磁铁安装在柔性轨道下面,当永磁体吸附在钢质构件表面上时,所述柔性轨道可沿钢质构件表面按一定曲率弯曲或者平直吸附;所述伸缩支架安装在自行小车上,伸缩支架可以调节上述偏摆器伸出自行小车外面的长度,控制冲击枪的伸出位置;所述偏摆器安装在伸缩支架的末端,冲击枪安装在偏摆器上,所述偏摆器可以调节冲击枪与需要冲击的焊缝的角度。
2.根据权利要求1所述的自动超声冲击消除焊接残余应力装置,其特征在于:所述冲击枪内部安装超声波发生和振幅放大模块,冲击针在冲击枪作用下不断冲击焊缝,实现去除焊接应力的功能。
3.根据权利要求1所述的自动超声冲击消除焊接残余应力装置,其特征在于:控制器包括“电源开关”、“运行方向”、“速度调节”三个开关,所述自行小车在控制器控制下沿着柔性轨道自动行驶,前进、后退或者停止,实现调速。
4.根据权利要求3所述的自动超声冲击消除焊接残余应力装置,其特征在于:所述“运行方向”开关分为三个档,分别为“前进”、“停止”、“后退”档,“前进”和“后退”档都可以使冲击枪处于运行状态,“停止”档可以使自行小车和冲击枪都处于停止状态,以保证自行小车运动时,冲击枪始终是同步运行的。
5.权利要求1-4任一项所述的自动超声冲击消除焊接残余应力装置的操作方法,其特征在于:步骤如下:
(1)将永磁体吸附在钢板上,于距离焊缝适当距离的位置处,并使柔性轨道和焊缝平行;
(2)调节偏摆器使冲击枪和焊缝呈现适当的角度;
(3)调节伸缩支架使冲击针接触到焊缝的表面;
(4)用冲击枪电缆连接控制器和冲击枪,用电源线连接超声波电源和控制器;
(5)打开控制器的“电源开关”,选择合适的运行方向,前进或者后退,并使“运行方向”开关置于该档位,此时自行小车自动行走,根据冲击的效果调节“速度调节”开关,增大或者减小自行小车的运行速度,以使冲击的效果处于最佳状态。
CN201810679809.XA 2018-06-27 2018-06-27 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置 Active CN108754122B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810679809.XA CN108754122B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810679809.XA CN108754122B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108754122A CN108754122A (zh) 2018-11-06
CN108754122B true CN108754122B (zh) 2023-11-10

Family

ID=63974121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810679809.XA Active CN108754122B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108754122B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109387566A (zh) * 2018-12-04 2019-02-26 邢台路桥建设总公司 钢结构焊缝自动检测系统
CN109355491B (zh) * 2018-12-20 2023-10-31 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机的偏摆器
CN109402374B (zh) * 2018-12-20 2023-12-22 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机的行走系统
CN109371225B (zh) * 2018-12-20 2023-12-22 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机
CN109402375B (zh) * 2018-12-20 2023-12-22 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机的驱动器
CN109457106B (zh) * 2018-12-20 2023-12-15 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种牵引式消除焊接残余应力装置
CN110117712A (zh) * 2019-05-09 2019-08-13 北京理工大学 空化冲击消减和均化构件表面残余应力的方法及其装置
CN110273063A (zh) * 2019-07-25 2019-09-24 大唐锅炉压力容器检验中心有限公司 一种焊道残余应力消除装置及方法
CN111334660B (zh) * 2020-03-16 2021-12-03 中沃(泰州)激光科技有限公司 一种焊道残余应力消除装置及方法
CN111763817A (zh) * 2020-07-31 2020-10-13 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 一种适用于曲面的磁性自动小车
CN112453108A (zh) * 2020-11-24 2021-03-09 浙江工业大学 一种用于板材直线焊缝超声波磁场冲击碾压优化的装置
CN113278788B (zh) * 2021-05-11 2022-04-22 北京航空航天大学 一种用于焊缝残余应力消除的复合装置及方法
CN114058836B (zh) * 2021-10-16 2023-04-21 康硕(山西)低应力制造系统技术研究院有限公司 一种焊道残余应力消除装置及方法
CN114737045A (zh) * 2022-04-09 2022-07-12 邹琪 一种焊道残余应力消除装置及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2491743A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-12 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces
CN102002581A (zh) * 2010-12-17 2011-04-06 南车长江车辆有限公司 一种超声冲击消除焊接中残余应力的方法及其应用
CN202039102U (zh) * 2010-12-27 2011-11-16 上海市闸北区工程师协会 一种用于焊缝应力处理带照明和绝缘壳体的超声冲击枪
CN103627884A (zh) * 2013-11-14 2014-03-12 中国石油大学(华东) 管道内直焊缝自动超声冲击装置
WO2014110864A1 (zh) * 2013-01-21 2014-07-24 北京理工大学 金属构件残余应力的局部调控方法和系统
CN104726687A (zh) * 2014-10-15 2015-06-24 哈尔滨工业大学(威海) 随焊超声冲击减小或消除焊接变形及残余应力技术
CN104846187A (zh) * 2015-06-11 2015-08-19 温州大学 超声冲击强化轴类零件焊缝的装置及其方法
CN106367582A (zh) * 2016-11-16 2017-02-01 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 支撑装置以及具有该支撑装置的便携式超声冲击枪
CN208362430U (zh) * 2018-06-27 2019-01-11 中国核工业华兴建设有限公司 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050145306A1 (en) * 1998-09-03 2005-07-07 Uit, L.L.C. Company Welded joints with new properties and provision of such properties by ultrasonic impact treatment
US7399371B2 (en) * 2004-04-16 2008-07-15 Nippon Steel Corporation Treatment method for improving fatigue life and long-life metal material treated by using same treatment
WO2013009882A2 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Applied Ultrasonics Remediation of sensitization in metals
US20150337405A1 (en) * 2013-01-07 2015-11-26 Halliburton Energy Services Inc. Ultrasonic impact treatment for useful life improvement of downhole tools

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2491743A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-12 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces
CN102002581A (zh) * 2010-12-17 2011-04-06 南车长江车辆有限公司 一种超声冲击消除焊接中残余应力的方法及其应用
CN202039102U (zh) * 2010-12-27 2011-11-16 上海市闸北区工程师协会 一种用于焊缝应力处理带照明和绝缘壳体的超声冲击枪
WO2014110864A1 (zh) * 2013-01-21 2014-07-24 北京理工大学 金属构件残余应力的局部调控方法和系统
CN103627884A (zh) * 2013-11-14 2014-03-12 中国石油大学(华东) 管道内直焊缝自动超声冲击装置
CN104726687A (zh) * 2014-10-15 2015-06-24 哈尔滨工业大学(威海) 随焊超声冲击减小或消除焊接变形及残余应力技术
CN104846187A (zh) * 2015-06-11 2015-08-19 温州大学 超声冲击强化轴类零件焊缝的装置及其方法
CN106367582A (zh) * 2016-11-16 2017-02-01 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 支撑装置以及具有该支撑装置的便携式超声冲击枪
CN208362430U (zh) * 2018-06-27 2019-01-11 中国核工业华兴建设有限公司 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108754122A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108754122B (zh) 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置
CN104726687B (zh) 随焊超声冲击减小或消除焊接变形及残余应力的方法与装置
CN203838115U (zh) 超声波探伤轮驱动机器人
CN201023176Y (zh) 油管双枪环缝自动焊接机
CN109371225B (zh) 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机
CN108568580B (zh) 一种堆焊镍基合金的焊接设备及工艺
CN209664581U (zh) 一种带焊缝跟踪轨道式复合焊接装置
CN107322142B (zh) 一种用于tig焊接焊枪高度自适应调整装置
CN108145354A (zh) 一种型钢的波纹腹板自适应焊接设备
CN113182641A (zh) 一种用于辅助半自动切割机切割弧形坡口的装置及施工方法
CN208362430U (zh) 一种自动超声冲击消除焊接残余应力装置
CN206122885U (zh) 一种自动联排点焊机
CN106041259A (zh) 一种焊机
CN211680470U (zh) 一种箱型自动焊接设备
CN109402375B (zh) 一种用于自动超声冲击消除焊接残余应力机的驱动器
CN207888038U (zh) 一种可远距离操作的堆焊用机械臂
CN202240072U (zh) 列车钩舌自动焊接修复专机
CN111690807A (zh) 一种磁性自动超声冲击消除焊接残余应力机
CN205393753U (zh) 一种远程控制的埋弧焊自动调节装置
CN103521889B (zh) 一种可移动式多功能全自动辊子堆焊机
CN206567663U (zh) 一种点焊机
CN211638627U (zh) 一种耐磨板堆焊设备
CN105598627A (zh) 一种卷盘喷灌机底架自动拼焊工装
CN103143818B (zh) 一种中厚板单道多层焊接装置及方法
CN203992752U (zh) 氩弧焊熔覆修复立柱表面的设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant