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一、超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備的基本原理
超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備的基本原理就是利用大功率超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面，由于超聲波的高頻、和聚焦下的大能量，使金屬表層產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形；同時超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備波改變了原有的應(yīng)力場，產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力；并使被沖擊部位得以強(qiáng)化。所以超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備能夠顯著提高金屬焊接接頭及結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度,大幅度延長其疲勞壽命；消除殘余拉應(yīng)力，并使被沖擊部位產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而提高工件的承載能力；有效改善焊趾的幾何形狀，大大降低焊趾處的應(yīng)力集中系數(shù)，其效果大大優(yōu)于TIG工藝；消除焊趾表層微小裂紋和焊接缺陷，抑制裂紋提前萌生；強(qiáng)化金屬零件表面，提高表面質(zhì)量和使用壽命。
超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備、節(jié)能、無污染、使用方便，不受工件形狀、場地、環(huán)境的限制,處理*。
二、超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備提高焊接接頭疲勞性能的基本原理
金屬結(jié)構(gòu)件在焊接時，普遍采用熔化焊接的方法，在金屬的填充過程中，在接頭部位留有余高、凹坑及各種焊接缺陷，造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中；同時還產(chǎn)生一定的焊接殘余應(yīng)力。在絕大多數(shù)情況下，殘余拉應(yīng)力對焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度是不利的。同時，大量研究表明，在焊趾部位距離表面0.5mm左右處一般存有熔渣等缺陷，該缺陷較尖銳，相當(dāng)于疲勞裂紋提前萌生。在應(yīng)力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接殘余拉應(yīng)力的聯(lián)合作用下，焊接接頭的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命被嚴(yán)重降低。
超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備處理法提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命的基本原理是，焊后利用超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沿焊縫方向沖擊焊縫的焊趾部位，使之產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形，使焊趾處產(chǎn)生圓滑的幾何過渡，從而大大降低了焊趾處余高和凹坑造成的應(yīng)力集中；消除了焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷，抑制了裂紋的提前萌生；調(diào)整了焊接殘余應(yīng)力場，消除其焊接拉應(yīng)力，在焊趾附近產(chǎn)生一定數(shù)值的殘余壓應(yīng)力；并使焊趾部位材料得以強(qiáng)化。因此，超聲波焊接應(yīng)力消除設(shè)備能同時改善影響焊縫疲勞性能幾個方面的因素，如：焊趾幾何形狀、殘余應(yīng)力、微觀裂紋和熔渣等缺陷、表面強(qiáng)化等，所以能大幅度提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命。
