CN110983026A - 一种焊道残余应力消除装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接技术领域，具体的说是一种焊道残余应力消除装置及方法；其中焊道残余应力消除方法中的焊道残余应力消除装置包括底座、消除单元和固定单元；消除单元固定在底座上，消除单元包括导轨板、一号支架、二号支架和超声冲击头；固定单元包括固定板、二号气缸和压板；当零件固定好后，控制一号支架在十字形滑槽内滑动进行调节位置，再通过一号气缸的伸缩控制二号支架的摆动角度，直至超声冲击头靠近焊道处时，开启超声冲击头，从而实现对焊道的残余应力消除处理，减小零件在焊道处的残余应力，从而保证了零件结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力，提高零件的焊接加工质量。

Description

一种焊道残余应力消除装置及方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体的说是一种焊道残余应力消除装置及方法。

背景技术

焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题；涉及焊接的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响；例如，在土木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性能，稳定承载力等均有影响；焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力；焊接时，焊区局部加热膨胀，受到离焊缝较远部分的约束不能自由伸长，使焊区受压产生塑性变形；在随后的冷却中，焊区要缩得比其他部分短，又受到离焊区较远部分的约束不能自由缩短，因而受拉产生残余拉应力(而其他部分则受到残余压应力)。

目前大多采用风镐锤击焊道的方式逐层对焊道进行残余应力的消除，但采用风镐锤击焊道消残余应力方式不能完全消除残余应力，对设备的长期运行带来一定的安全隐患，而超声冲击方式能较好的实现对残余应力的消除，但目前超声冲击方式多为手持超声冲击设备进行操作，操作强度大，且不能保持恒定的冲击压力，冲击效果一般。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决风镐锤击焊道消残余应力方式不能完全消除残余应力，对设备的长期运行带来一定的安全隐患，而目前超声冲击方式多为手持超声冲击设备进行操作，操作强度大，且不能保持恒定的冲击压力，冲击效果一般的问题；本发明提出了一种焊道残余应力消除装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种焊道残余应力消除装置，包括底座、消除单元和固定单元；所述消除单元固定在底座上，消除单元包括导轨板、一号支架、二号支架和超声冲击头；所述导轨板安装在底座上，导轨板上开有十字形滑槽；所述一号支架滑动连接在十字形滑槽内；所述二号支架铰接在一号支架的端部，且二号支架的杆部和一号支架的杆部之间通过一号气缸连接；所述超声冲击头通过固定块安装在二号支架的端部；所述固定单元包括固定板、二号气缸和压板；所述固定板安装在靠近导轨板的底座上，且固定板侧壁开有一号滑槽；所述压板滑动连接在一号滑槽内；所述二号气缸一端固定在固定板顶端内侧壁上，另一端安装在压板上；通过底座、消除单元和固定单元的配合对零件的焊道位置进行残余应力的消除；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板上，使得零件的侧壁与固定板侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸推动压板，使得压板与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定；当零件固定好后，控制一号支架在十字形滑槽内滑动进行调节位置，再通过一号气缸的伸缩控制二号支架的摆动角度，直至超声冲击头靠近焊道处时，开启超声冲击头，从而实现对焊道的残余应力消除处理，减小零件在焊道处的残余应力，从而保证了零件结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力，提高零件的焊接加工质量。

优选的，所述固定块内开有一号空腔；所述超声冲击头的末端设有一号齿轮，且一号齿轮转动连接在一号空腔的内侧壁上；所述一号空腔内通过马达转动连接有二号齿轮，且二号齿轮和一号齿轮相啮合；通过超声冲击头、一号齿轮和二号齿轮的配合扩大超声冲击头的工作范围；使用时，当零件的焊道位于零件的特殊位置时，此时光靠调节一号支架和二号支架无法使得超声冲击头达到指定位置，此时可通过马达的转动，来带动二号齿轮发生转动，由于一号齿轮和二号齿轮相啮合，从而使得二号齿轮的转动会带动一号齿轮发生转动，从而控制超声冲击头在一号支架的端部进行来回摆动，实现了对超声冲击头的位置进一步的调节，提高了装置的整体实用性和使用效果，扩大了加工零件的形状尺寸范围，给工作人员带来了极大的方便，并有效提高工作人员的工作效率。

优选的，所述固定板内设有二号空腔，且固定板在靠近底座的侧壁上通过弹簧设有弹性板；所述弹性板侧壁设有梯形滑块，梯形滑块贯穿至二号空腔内，且可在二号空腔内滑动；所述二号空腔内设有紧固单元；所述紧固单元包括弧形板和一号磁铁；所述弧形板滑动连接在二号空腔内，且弧形板底端始终与梯形滑块侧壁接触；所述一号磁铁的个数为多个，且一号磁铁滑动连接在二号空腔的侧壁上，一号磁铁的尾端始终与弧形板侧壁接触；所述压板内设有三号空腔，且在压板底端侧壁上开有二号滑槽；所述三号空腔内滑动连接有二号磁铁，且在靠近二号磁铁处设有气囊；所述二号磁铁的磁性与一号磁铁相反；所述二号滑槽内滑动连接有平面板，且二号滑槽通过软管与气囊连通；通过弹性板、梯形滑块和紧固单元的配合避免零件的振动对零件夹紧所造成的影响；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板上，使得零件的侧壁与固定板侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸推动压板，使得压板与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板产生挤压，弹性板受压后带动梯形滑块向二号空腔内滑动，在梯形滑块的滑动过程中，梯形滑块会对弧形板产生挤压，使得弧形板受压后向远离底座的方向滑动，从而对一号磁铁产生推力，使得一号磁铁往靠近压板的方向移动，由于一号磁铁和二号磁铁间存在相互排斥力，使得二号磁铁在排斥力的作用下会在三号空腔内滑动，从而对气囊产生挤压，气囊受压后，其内部气体通过软管运输至二号滑槽内，从而对平面板产生推力，加强平面板对零件产生的压力，从而加强对零件位置的固定效果，进一步避免在对零件的消除残余应力过程中，由于零件的振动对消除效果所产生的影响，从而加强了装置的整体使用效果，保证了装置在使用过程中的可靠性。

优选的，所述超声冲击头的端部设有橡胶圈；所述橡胶圈内侧壁上设有顶杆；通过橡胶圈和顶杆的配合实现对超声冲击头的保护和位置的固定；使用时，当零件固定好后，控制一号支架在十字形滑槽内滑动进行调节位置，再通过一号气缸的伸缩控制二号支架的摆动角度，直至超声冲击头靠近焊道处时，开启超声冲击头，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈，使得橡胶圈绕着超声冲击头表面发生翻转，使得位于橡胶圈内侧壁的顶杆随着橡胶圈翻转出来，顶杆翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头与零件表面直接接触后造成的磨损；另外当消除残余应力完成后，将超声冲击头收回时，橡胶圈在自身弹力的作用下发生复位，在橡胶圈的复位过程中，顶杆随着橡胶圈的复位重新位于橡胶圈内侧壁上，从而使得超声冲击头在不工作时，对超声冲击头进行保护，避免超声冲击头在移动过程中发生意外碰撞所造成的的损伤，减小装置在工作过程中的维修和元件更换成本，从而节省了大量的人力物力。

优选的，所述顶杆端部开有四号空腔；所述四号空腔内设有滚珠，且滚珠的体积仅占四号空腔的六分之一；通过滚珠在四号空腔内的运动来吸收超声冲击头所受到的振动，从而减小超声冲击头所受到的影响；使用时，当零件固定好后，控制一号支架在十字形滑槽内滑动进行调节位置，再通过一号气缸的伸缩控制二号支架的摆动角度，直至超声冲击头靠近焊道处时，开启超声冲击头，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈，使得橡胶圈绕着超声冲击头表面发生翻转，使得位于橡胶圈内侧壁的顶杆随着橡胶圈翻转出来，顶杆翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头与零件表面直接接触后造成的磨损，由于在超声冲击头的工作过程中，零件会发生振动，此时滚珠会在四号空腔内滚动，实现了对零件的振动进行吸收，减小零件的振动传递至超声冲击头处，从而进一步保证了超声冲击头的工作环境的稳定性，保证了超声冲击头和装置整体的工作效果。

优选的，所述梯形滑块与弧形板所接触的侧壁和底座之间存在斜度，且夹角大小为15度；所述弧形板与梯形滑块所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板底端始终与梯形滑块的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块和弧形板之间的滑动阻力；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板上，使得零件的侧壁与固定板侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸推动压板，使得压板与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板产生挤压，弹性板受压后带动梯形滑块向二号空腔内滑动，在梯形滑块的滑动过程中，梯形滑块会对弧形板产生挤压，使得弧形板受压后向远离底座的方向滑动，为了减小弧形板和梯形滑块之间的摩擦力，使得梯形滑块与弧形板所接触的侧壁和底座之间存在斜度，且夹角大小为15度，而弧形板与梯形滑块所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板底端始终与梯形滑块的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块和弧形板之间的滑动阻力，保证了装置整体的有效工作效果。

一种焊道残余应力消除方法，该消除方法适用于上述焊道残余应力消除装置，且消除方法包括以下步骤：

S1：将待修复零件的表面进行清洁处理，避免表面焊屑过多后影响到残余应力消除效果，清洁处理完成后，将待修复零件放置在消除装置上，并对待修复零件的位置进行固定，避免修复过程中由于振动造成待修复零件位置的偏移；

S2：对消除装置中的超声冲击头的位置进行调整，使得超声冲击头在保证符合安全操作的前提下调整与待修复零件之间的距离，从而保证超声冲击头的修复效果；

S3：当超声冲击头的位置调整完毕后，开启超声冲击头，从而通过超声冲击头对待修复零件的焊道部分，进行残余应力的消除，从而保证了零件经焊接加工处理后的加工质量。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种焊道残余应力消除装置及方法，通过底座、消除单元和固定单元的配合对零件的焊道位置进行残余应力的消除，减小零件在焊道处的残余应力，从而保证了零件结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力，提高零件的焊接加工质量。

2.本发明所述的一种焊道残余应力消除装置及方法，通过弹性板、梯形滑块和紧固单元的配合避免零件的振动对零件夹紧所造成的影响，，从而加强对零件位置的固定效果，进一步避免在对零件的消除残余应力过程中，由于零件的振动对消除效果所产生的影响，从而加强了装置的整体使用效果，保证了装置在使用过程中的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中消除方法的流程图；

图2是本发明中消除装置的立体图；

图3是本发明中消除装置的剖视图；

图4是图3中的A处局部放大图；

图5是图3中的B处局部放大图；

图6是图3中的C处局部放大图；

图中：底座1、消除单元2、导轨板21、十字形滑槽211、一号支架22、二号支架23、超声冲击头24、橡胶圈241、顶杆242、四号空腔243、滚珠244、一号气缸25、固定块26、一号空腔261、一号齿轮262、二号齿轮263、固定单元3、固定板31、一号滑槽311、二号空腔312、弹性板313、梯形滑块314、二号气缸32、压板33、三号空腔331、二号滑槽332、二号磁铁333、气囊334、平面板335、紧固单元4、弧形板41、一号磁铁42。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种焊道残余应力消除装置，包括底座1、消除单元2和固定单元3；所述消除单元2固定在底座1上，消除单元2包括导轨板21、一号支架22、二号支架23和超声冲击头24；所述导轨板21安装在底座1上，导轨板21上开有十字形滑槽211；所述一号支架22滑动连接在十字形滑槽211内；所述二号支架23铰接在一号支架22的端部，且二号支架23的杆部和一号支架22的杆部之间通过一号气缸25连接；所述超声冲击头24通过固定块26安装在二号支架23的端部；所述固定单元3包括固定板31、二号气缸32和压板33；所述固定板31安装在靠近导轨板21的底座1上，且固定板31侧壁开有一号滑槽311；所述压板33滑动连接在一号滑槽311内；所述二号气缸32一端固定在固定板31顶端内侧壁上，另一端安装在压板33上；通过底座1、消除单元2和固定单元3的配合对零件的焊道位置进行残余应力的消除；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定；当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，减小零件在焊道处的残余应力，从而保证了零件结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力，提高零件的焊接加工质量。

作为本发明的一种实施方式，所述固定块26内开有一号空腔261；所述超声冲击头24的末端设有一号齿轮262，且一号齿轮262转动连接在一号空腔261的内侧壁上；所述一号空腔261内通过马达转动连接有二号齿轮263，且二号齿轮263和一号齿轮262相啮合；通过超声冲击头24、一号齿轮262和二号齿轮263的配合扩大超声冲击头24的工作范围；使用时，当零件的焊道位于零件的特殊位置时，此时光靠调节一号支架22和二号支架23无法使得超声冲击头24达到指定位置，此时可通过马达的转动，来带动二号齿轮263发生转动，由于一号齿轮262和二号齿轮263相啮合，从而使得二号齿轮263的转动会带动一号齿轮262发生转动，从而控制超声冲击头24在一号支架22的端部进行来回摆动，实现了对超声冲击头24的位置进一步的调节，提高了装置的整体实用性和使用效果，扩大了加工零件的形状尺寸范围，给工作人员带来了极大的方便，并有效提高工作人员的工作效率。

作为本发明的一种实施方式，所述固定板31内设有二号空腔312，且固定板31在靠近底座1的侧壁上通过弹簧设有弹性板313；所述弹性板313侧壁设有梯形滑块314，梯形滑块314贯穿至二号空腔312内，且可在二号空腔312内滑动；所述二号空腔312内设有紧固单元4；所述紧固单元4包括弧形板41和一号磁铁42；所述弧形板41滑动连接在二号空腔312内，且弧形板41底端始终与梯形滑块314侧壁接触；所述一号磁铁42的个数为多个，且一号磁铁42滑动连接在二号空腔312的侧壁上，一号磁铁42的尾端始终与弧形板41侧壁接触；所述压板33内设有三号空腔331，且在压板33底端侧壁上开有二号滑槽332；所述三号空腔331内滑动连接有二号磁铁333，且在靠近二号磁铁333处设有气囊334；所述二号磁铁333的磁性与一号磁铁42相反；所述二号滑槽332内滑动连接有平面板335，且二号滑槽332通过软管与气囊334连通；通过弹性板313、梯形滑块314和紧固单元4的配合避免零件的振动对零件夹紧所造成的影响；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板313产生挤压，弹性板313受压后带动梯形滑块314向二号空腔312内滑动，在梯形滑块314的滑动过程中，梯形滑块314会对弧形板41产生挤压，使得弧形板41受压后向远离底座1的方向滑动，从而对一号磁铁42产生推力，使得一号磁铁42往靠近压板33的方向移动，由于一号磁铁42和二号磁铁333间存在相互排斥力，使得二号磁铁333在排斥力的作用下会在三号空腔331内滑动，从而对气囊334产生挤压，气囊334受压后，其内部气体通过软管运输至二号滑槽332内，从而对平面板335产生推力，加强平面板335对零件产生的压力，从而加强对零件位置的固定效果，进一步避免在对零件的消除残余应力过程中，由于零件的振动对消除效果所产生的影响，从而加强了装置的整体使用效果，保证了装置在使用过程中的可靠性。

作为本发明的一种实施方式，所述超声冲击头24的端部设有橡胶圈241；所述橡胶圈241内侧壁上设有顶杆242；通过橡胶圈241和顶杆242的配合实现对超声冲击头24的保护和位置的固定；使用时，当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头24靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈241，使得橡胶圈241绕着超声冲击头24表面发生翻转，使得位于橡胶圈241内侧壁的顶杆242随着橡胶圈241翻转出来，顶杆242翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头24与零件表面直接接触后造成的磨损；另外当消除残余应力完成后，将超声冲击头24收回时，橡胶圈241在自身弹力的作用下发生复位，在橡胶圈241的复位过程中，顶杆242随着橡胶圈241的复位重新位于橡胶圈241内侧壁上，从而使得超声冲击头24在不工作时，对超声冲击头24进行保护，避免超声冲击头24在移动过程中发生意外碰撞所造成的的损伤，减小装置在工作过程中的维修和元件更换成本，从而节省了大量的人力物力。

作为本发明的一种实施方式，所述顶杆242端部开有四号空腔243；所述四号空腔243内设有滚珠244，且滚珠244的体积仅占四号空腔243的六分之一；通过滚珠244在四号空腔243内的运动来吸收超声冲击头24所受到的振动，从而减小超声冲击头24所受到的影响；使用时，当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头24靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈241，使得橡胶圈241绕着超声冲击头24表面发生翻转，使得位于橡胶圈241内侧壁的顶杆242随着橡胶圈241翻转出来，顶杆242翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头24与零件表面直接接触后造成的磨损，由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，此时滚珠244会在四号空腔243内滚动，实现了对零件的振动进行吸收，减小零件的振动传递至超声冲击头24处，从而进一步保证了超声冲击头24的工作环境的稳定性，保证了超声冲击头24和装置整体的工作效果。

作为本发明的一种实施方式，所述梯形滑块314与弧形板41所接触的侧壁和底座1之间存在斜度，且夹角大小为15度；所述弧形板41与梯形滑块314所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板41底端始终与梯形滑块314的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块314和弧形板41之间的滑动阻力；使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板313产生挤压，弹性板313受压后带动梯形滑块314向二号空腔312内滑动，在梯形滑块314的滑动过程中，梯形滑块314会对弧形板41产生挤压，使得弧形板41受压后向远离底座1的方向滑动，为了减小弧形板41和梯形滑块314之间的摩擦力，使得梯形滑块314与弧形板41所接触的侧壁和底座1之间存在斜度，且夹角大小为15度，而弧形板41与梯形滑块314所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板41底端始终与梯形滑块314的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块314和弧形板41之间的滑动阻力，保证了装置整体的有效工作效果。

一种焊道残余应力消除方法，该消除方法适用于上述焊道残余应力消除装置，且消除方法包括以下步骤：

S1：将待修复零件的表面进行清洁处理，避免表面焊屑过多后影响到残余应力消除效果，清洁处理完成后，将待修复零件放置在消除装置上，并对待修复零件的位置进行固定，避免修复过程中由于振动造成待修复零件位置的偏移；

S2：对消除装置中的超声冲击头的位置进行调整，使得超声冲击头在保证符合安全操作的前提下调整与待修复零件之间的距离，从而保证超声冲击头的修复效果；

S3：当超声冲击头的位置调整完毕后，开启超声冲击头，从而通过超声冲击头对待修复零件的焊道部分，进行残余应力的消除，从而保证了零件经焊接加工处理后的加工质量。

使用时，当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定；当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，减小零件在焊道处的残余应力，从而保证了零件结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力，提高零件的焊接加工质量；当零件的焊道位于零件的特殊位置时，此时光靠调节一号支架22和二号支架23无法使得超声冲击头24达到指定位置，此时可通过马达的转动，来带动二号齿轮263发生转动，由于一号齿轮262和二号齿轮263相啮合，从而使得二号齿轮263的转动会带动一号齿轮262发生转动，从而控制超声冲击头24在一号支架22的端部进行来回摆动，实现了对超声冲击头24的位置进一步的调节，提高了装置的整体实用性和使用效果，扩大了加工零件的形状尺寸范围，给工作人员带来了极大的方便，并有效提高工作人员的工作效率；当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板313产生挤压，弹性板313受压后带动梯形滑块314向二号空腔312内滑动，在梯形滑块314的滑动过程中，梯形滑块314会对弧形板41产生挤压，使得弧形板41受压后向远离底座1的方向滑动，从而对一号磁铁42产生推力，使得一号磁铁42往靠近压板33的方向移动，由于一号磁铁42和二号磁铁333间存在相互排斥力，使得二号磁铁333在排斥力的作用下会在三号空腔331内滑动，从而对气囊334产生挤压，气囊334受压后，其内部气体通过软管运输至二号滑槽332内，从而对平面板335产生推力，加强平面板335对零件产生的压力，从而加强对零件位置的固定效果，进一步避免在对零件的消除残余应力过程中，由于零件的振动对消除效果所产生的影响，从而加强了装置的整体使用效果，保证了装置在使用过程中的可靠性；当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头24靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈241，使得橡胶圈241绕着超声冲击头24表面发生翻转，使得位于橡胶圈241内侧壁的顶杆242随着橡胶圈241翻转出来，顶杆242翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头24与零件表面直接接触后造成的磨损；另外当消除残余应力完成后，将超声冲击头24收回时，橡胶圈241在自身弹力的作用下发生复位，在橡胶圈241的复位过程中，顶杆242随着橡胶圈241的复位重新位于橡胶圈241内侧壁上，从而使得超声冲击头24在不工作时，对超声冲击头24进行保护，避免超声冲击头24在移动过程中发生意外碰撞所造成的的损伤，减小装置在工作过程中的维修和元件更换成本，从而节省了大量的人力物力；当零件固定好后，控制一号支架22在十字形滑槽211内滑动进行调节位置，再通过一号气缸25的伸缩控制二号支架23的摆动角度，直至超声冲击头24靠近焊道处时，开启超声冲击头24，从而实现对焊道的残余应力消除处理，在超声冲击头24靠近零件的过程中，会搓动橡胶圈241，使得橡胶圈241绕着超声冲击头24表面发生翻转，使得位于橡胶圈241内侧壁的顶杆242随着橡胶圈241翻转出来，顶杆242翻出后顶在零件表面，从而避免超声冲击头24与零件表面直接接触后造成的磨损，由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，此时滚珠244会在四号空腔243内滚动，实现了对零件的振动进行吸收，减小零件的振动传递至超声冲击头24处，从而进一步保证了超声冲击头24的工作环境的稳定性，保证了超声冲击头24和装置整体的工作效果；当需要对零件的焊道进行残余应力的消除时，先将零件安装在固定板31上，使得零件的侧壁与固定板31侧壁紧密贴合，此时再通过二号气缸32推动压板33，使得压板33与零件顶端接触，从而实现对零件的位置进行固定，但由于在超声冲击头24的工作过程中，零件会发生振动，零件在振动过程中会对弹性板313产生挤压，弹性板313受压后带动梯形滑块314向二号空腔312内滑动，在梯形滑块314的滑动过程中，梯形滑块314会对弧形板41产生挤压，使得弧形板41受压后向远离底座1的方向滑动，为了减小弧形板41和梯形滑块314之间的摩擦力，使得梯形滑块314与弧形板41所接触的侧壁和底座1之间存在斜度，且夹角大小为15度，而弧形板41与梯形滑块314所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板41底端始终与梯形滑块314的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块314和弧形板41之间的滑动阻力，保证了装置整体的有效工作效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：包括底座(1)、消除单元(2)和固定单元(3)；所述消除单元(2)固定在底座(1)上，消除单元(2)包括导轨板(21)、一号支架(22)、二号支架(23)和超声冲击头(24)；所述导轨板(21)安装在底座(1)上，导轨板(21)上开有十字形滑槽(211)；所述一号支架(22)滑动连接在十字形滑槽(211)内；所述二号支架(23)铰接在一号支架(22)的端部，且二号支架(23)的杆部和一号支架(22)的杆部之间通过一号气缸(25)连接；所述超声冲击头(24)通过固定块(26)安装在二号支架(23)的端部；所述固定单元(3)包括固定板(31)、二号气缸(32)和压板(33)；所述固定板(31)安装在靠近导轨板(21)的底座(1)上，且固定板(31)侧壁开有一号滑槽(311)；所述压板(33)滑动连接在一号滑槽(311)内；所述二号气缸(32)一端固定在固定板(31)顶端内侧壁上，另一端安装在压板(33)上；通过底座(1)、消除单元(2)和固定单元(3)的配合对零件的焊道位置进行残余应力的消除。

2.根据权利要求1所述的一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：所述固定块(26)内开有一号空腔(261)；所述超声冲击头(24)的末端设有一号齿轮(262)，且一号齿轮(262)转动连接在一号空腔(261)的内侧壁上；所述一号空腔(261)内通过马达转动连接有二号齿轮(263)，且二号齿轮(263)和一号齿轮(262)相啮合；通过超声冲击头(24)、一号齿轮(262)和二号齿轮(263)的配合扩大超声冲击头(24)的工作范围。

3.根据权利要求1所述的一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：所述固定板(31)内设有二号空腔(312)，且固定板(31)在靠近底座(1)的侧壁上通过弹簧设有弹性板(313)；所述弹性板(313)侧壁设有梯形滑块(314)，梯形滑块(314)贯穿至二号空腔(312)内，且可在二号空腔(312)内滑动；所述二号空腔(312)内设有紧固单元(4)；所述紧固单元(4)包括弧形板(41)和一号磁铁(42)；所述弧形板(41)滑动连接在二号空腔(312)内，且弧形板(41)底端始终与梯形滑块(314)侧壁接触；所述一号磁铁(42)的个数为多个，且一号磁铁(42)滑动连接在二号空腔(312)的侧壁上，一号磁铁(42)的尾端始终与弧形板(41)侧壁接触；所述压板(33)内设有三号空腔(331)，且在压板(33)底端侧壁上开有二号滑槽(332)；所述三号空腔(331)内滑动连接有二号磁铁(333)，且在靠近二号磁铁(333)处设有气囊(334)；所述二号磁铁(333)的磁性与一号磁铁(42)相反；所述二号滑槽(332)内滑动连接有平面板(335)，且二号滑槽(332)通过软管与气囊(334)连通；通过弹性板(313)、梯形滑块(314)和紧固单元(4)的配合避免零件的振动对零件夹紧所造成的影响。

4.根据权利要求2所述的一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：所述超声冲击头(24)的端部设有橡胶圈(241)；所述橡胶圈(241)内侧壁上设有顶杆(242)；通过橡胶圈(241)和顶杆(242)的配合实现对超声冲击头(24)的保护和位置的固定。

5.根据权利要求4所述的一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：所述顶杆(242)端部开有四号空腔(243)；所述四号空腔(243)内设有滚珠(244)，且滚珠(244)的体积仅占四号空腔(243)的六分之一；通过滚珠(244)在四号空腔(243)内的运动来吸收超声冲击头(24)所受到的振动，从而减小超声冲击头(24)所受到的影响。

6.根据权利要求3所述的一种焊道残余应力消除装置，其特征在于：所述梯形滑块(314)与弧形板(41)所接触的侧壁和底座(1)之间存在斜度，且夹角大小为15度；所述弧形板(41)与梯形滑块(314)所接触的端部设有15度倒角，使得弧形板(41)底端始终与梯形滑块(314)的侧壁紧密贴合，从而有效减小梯形滑块(314)和弧形板(41)之间的滑动阻力。

7.一种焊道残余应力消除方法，其特征在于：该喷涂方法适用于权利要求1-6中任意一项所述的焊道残余应力消除装置，且消除方法包括以下步骤：

S1：将待修复零件的表面进行清洁处理，避免表面焊屑过多后影响到残余应力消除效果，清洁处理完成后，将待修复零件放置在消除装置上，并对待修复零件的位置进行固定，避免修复过程中由于振动造成待修复零件位置的偏移；

S2：对消除装置中的超声冲击头的位置进行调整，使得超声冲击头在保证符合安全操作的前提下调整与待修复零件之间的距离，从而保证超声冲击头的修复效果；

S3：当超声冲击头的位置调整完毕后，开启超声冲击头，从而通过超声冲击头对待修复零件的焊道部分，进行残余应力的消除，从而保证了零件经焊接加工处理后的加工质量。

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