CN103866112A - 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置 - Google Patents

基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103866112A
CN103866112A CN201410099482.0A CN201410099482A CN103866112A CN 103866112 A CN103866112 A CN 103866112A CN 201410099482 A CN201410099482 A CN 201410099482A CN 103866112 A CN103866112 A CN 103866112A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unrelieved stress
cancellation element
magnetic
stress cancellation
unrelieved
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.)
Pending
Application number
CN201410099482.0A
Other languages
English (en)
Inventor
徐春广
宋文涛
潘勤学
肖定国
李骁
靳鑫
李焕新
刘帅
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.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
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 Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201410099482.0A priority Critical patent/CN103866112A/zh
Publication of CN103866112A publication Critical patent/CN103866112A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明的目的是提供一种基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置，可以用于消除金属材料在切削、热处理、焊接等加工过程中引入的残余应力。该装置由高能励磁线圈和其内部空间安装的高能超声换能器组成。该装置结构简单，现场应用灵活，既可以是由机械手或其它运动机构夹持驱动而自动作业，也可以是用磁吸和真空吸附固定方式的手动作业。

Description

基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置
一、技术领域
本发明涉及的是一种残余应力消除装置，尤其是可以产生高能声磁耦合能量的残余应力消除装置。该装置属于制造与工程科学领域。
二、背景技术
金属材料经过若干种冷、热加工处理，制成零部件的过程中，每一道加工工艺，如切削、热处理、焊接等都有可能在零件表层或内部引入残余应力。这些残余应力的影响一般是有害的，如在残余应力、工作温度及工作介质的共同作用下，构件的抗疲劳强度、抗脆断能力、抗应力腐蚀开裂及形状尺寸的稳定性都将大大下降。同时，在构件表面积聚的残余应力会使构件表面形成表面裂纹或近表面裂纹，这种隐藏在构件近表面的缺陷往往是导致断裂的起点，更具隐蔽性和危险性。因此，消除构件中的残余应力是制造与工程科学领域的一项重要课题。
目前，传统的残余应力消除法如：热处理、锤击等，由于环境污染和效率低下，已经逐步淘汰；新的残余应力消除方法，如：超声波冲击法、振动法等逐渐得到广泛应用。通过检索发现，专利：（余忠华,宋有硕.一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直[P].专利号:201010241255.9,2010.）公开了一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机；该装置利用超声激励消除矫直过程中导轨内部产生的内应力，减小残余应力对矫直质量的影响。该装置的主要缺点是只针对某一种固定形状的构件进行残余应力消除，装置不够灵活，且部件复杂，由15个左右的组织构成。检索还发现，专利：（任耀新,何闻.一种用于消除残余应力的激振装置[P].专利号:200620102802.4,2010.）涉及了一种实用新型的用于消除残余应力的激振装置；该装置通过改变交流电源的频率实现了高频振动，利用作用于工件上的高频振动来消除其残余应力。该装置的缺点同样是组件过多，技术复杂，不利于不同形状工件的灵活运用。
针对现有技术的不足，本专利提出了一种基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置，该装置不但结构简单，装配方便，而且还可以灵活运用到手动和自动作业的环境中。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置，该装置结构简单，现场应用灵活，既可以是由机械手或其它运动机构夹持驱动而自动作业，也可以是用磁吸和真空吸附固定方式的手动作业。
本发明的目的是这样实现的，在高能励磁线圈的内部空间安装有高能超声换能器，实现对残余应力区域的高能声磁耦合作用。高能励磁线圈与高能超声换能器为一整体封装结构，该结构可以装配在单个或多个机械手上用于对残余应力区域的自动消除；也可以利用步进电机和导轨带动，实现对焊缝残余应力的自动消除；除此之外，还可以装配在磁吸表座或真空吸盘上，手动将消除装置与残余应力区域固定接触。
四、附图说明
图1基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置
图2残余应力消除装置机械手夹持驱动自动作业
图3残余应力消除装置步进电机驱动自动作业
图4残余应力消除装置磁吸固定方式手动作业
图5残余应力消除装置真空吸附固定方式手动作业
附图说明：高能励磁线圈1，高能超声换能器2，机械手3，残余应力消除装置4，曲面焊接钢板5，夹持机构6，平面焊接钢板7，磁吸表座8，步进电机9，直线导轨10，焊缝11，连接杆12，真空吸盘13。
五、具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：
如图1所示，残余应力消除装置4由高能励磁线圈1和高能超声换能器2构成，高能超声换能器2装配在高能励磁线圈1的内部，其底面与残余应力消除区域直接接触，
如图2所示，残余应力消除装置4的工作部位与工件接触，装配部位通过夹持机构6安装在机械手上，规划机械手的运动轨迹，可以用于曲面形状焊接钢板或复杂型面构件的残余应力消除。同时，也可以将多个残余应力消除装置4装配在多个机械手1上，同时对工件进行残余应力的消除作业，提高消除效率。
如图3所示，残余应力消除装置4通过连接杆12安装在直线导轨10上，通过步进电机9的带动，可实现对平面焊接钢板7沿焊缝区域的残余应力消除。
如图4所示，残余应力消除装置4的两侧安装有磁吸表座8，磁吸表座8可以做到迅速断磁和通磁。当残余应力消除装置4与平面焊接钢板7周围的残余应力区域接触稳定后，扭动通磁开关，残余应力消除装置4即可以与工件牢固接触。待应力消除完毕，反向扭动通磁开关，即可以方便地手动取下残余应力消除装置4。
如图5所示，残余应力消除装置4的两侧安装有真空吸盘13，真空吸盘13可以做到迅速吸附和断开。当残余应力消除装置4与平面焊接钢板7周围的残余应力区域接触稳定后，排除真空吸盘13内的空气，残余应力消除装置4即可以与工件牢固接触。待应力消除完毕，给真空吸盘13充气，即可以方便地手动取下残余应力消除装置4。

Claims (6)

1.基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置，其特征在于：该装置结构简单，现场应用灵活，既可以是由机械手或其它运动机构夹持驱动而自动作业，也可以是用磁吸或真空吸附固定方式的手动作业。
2.根据权利要求1所述的残余应力消除装置，其特征是由高能励磁线圈和高能超声换能器构成，高能超声换能器装配在高能励磁线圈的内部，装置底面与残余应力消除区域直接接触。
3.根据权利要求1所述的机械手或其它运动机构夹持驱动而自动作业，其特征是残余应力消除装置用夹持机构安装在机械手上，通过规划机械手的运动轨迹，可以用于曲面形状焊接钢板或复杂型面构件的残余应力消除。同时，也可以将多个残余应力消除装置装配在多个机械手上。
4.根据权利要求1所述的机械手或其它运动机构夹持驱动而自动作业，其特征是残余应力消除装置用连接杆安装在直线导轨上，通过步进电机的带动，可实现对平面焊接钢板沿焊缝区域的残余应力消除。
5.根据权利要求1所述的用磁吸或真空吸附固定方式的手动作业，其特征是残余应力消除装置两侧安装有磁吸表座，磁吸表座可以做到迅速断磁和通磁。当残余应力消除装置与平面焊接钢板周围的残余应力区域接触稳定后，扭动通磁开关，残余应力消除装置即可以与工件牢固接触。待应力消除完毕，反向扭动通磁开关，即可以方便地手动取下残余应力消除装置。
6.根据权利要求1所述的用磁吸或真空吸附固定方式的手动作业，其特征是残余应力消除装置的两侧安装有真空吸盘，真空吸盘可以做到迅速吸附和断开。当残余应力消除装置与平面焊接钢板周围的残余应力区域接触稳定后，排除真空吸盘内的空气，残余应力消除装置即可以与工件牢固接触。待应力消除完毕，给真空吸盘充气，即可以方便地手动取下残余应力消除装置。
CN201410099482.0A 2014-03-18 2014-03-18 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置 Pending CN103866112A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410099482.0A CN103866112A (zh) 2014-03-18 2014-03-18 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410099482.0A CN103866112A (zh) 2014-03-18 2014-03-18 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103866112A true CN103866112A (zh) 2014-06-18

Family

ID=50905109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410099482.0A Pending CN103866112A (zh) 2014-03-18 2014-03-18 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103866112A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104962725A (zh) * 2015-07-10 2015-10-07 北京科技大学 一种磁振复合时效残余应力消减装置
CN107460299A (zh) * 2017-07-04 2017-12-12 北京理工大学 高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法
CN107686882A (zh) * 2017-07-04 2018-02-13 北京理工大学 高铁轮对踏面残余应力高能声束消除装置
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
CN111876585A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 北京理工大学 焊接残余应力产生过程的声波消减均化调控装置及方法
CN112280946A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 林月娥 一种可调节式合成板热处理装置
CN113667813A (zh) * 2021-07-20 2021-11-19 中国核工业第二二建设有限公司 一种核电站钢制安全壳焊后消应力方法及装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060151073A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for vibrating a substrate during material formation
CN101020955A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 一种提高金属材料耐磨性能的方法
CN101020997A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 耦合超声场和电磁场在提高pcb用钻头寿命上的应用
CN101020954A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 耦合超声场和电磁场在提高金属材料寿命上的应用
CN102676793A (zh) * 2012-03-15 2012-09-19 哈尔滨电机厂有限责任公司 大型筒阀消应力和稳定尺寸的振动时效工艺
CN102879137A (zh) * 2012-10-10 2013-01-16 北京理工大学 一种用于残余应力检测的柔性固定装置
CN102922147A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 南通大学 恒速扫描定位式焊后焊缝跟踪及残余应力消除***
CN103060545A (zh) * 2013-01-21 2013-04-24 北京理工大学 一种用于调控焊接残余应力的多路高能超声声场处理装置
CN103386554A (zh) * 2012-10-19 2013-11-13 南通大学 焊缝应力消除移动机器人跟踪***

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060151073A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for vibrating a substrate during material formation
CN101020955A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 一种提高金属材料耐磨性能的方法
CN101020997A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 耦合超声场和电磁场在提高pcb用钻头寿命上的应用
CN101020954A (zh) * 2007-03-21 2007-08-22 武汉晶泰科技有限公司 耦合超声场和电磁场在提高金属材料寿命上的应用
CN102676793A (zh) * 2012-03-15 2012-09-19 哈尔滨电机厂有限责任公司 大型筒阀消应力和稳定尺寸的振动时效工艺
CN102879137A (zh) * 2012-10-10 2013-01-16 北京理工大学 一种用于残余应力检测的柔性固定装置
CN102922147A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 南通大学 恒速扫描定位式焊后焊缝跟踪及残余应力消除***
CN103386554A (zh) * 2012-10-19 2013-11-13 南通大学 焊缝应力消除移动机器人跟踪***
CN103060545A (zh) * 2013-01-21 2013-04-24 北京理工大学 一种用于调控焊接残余应力的多路高能超声声场处理装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104962725A (zh) * 2015-07-10 2015-10-07 北京科技大学 一种磁振复合时效残余应力消减装置
CN107460299A (zh) * 2017-07-04 2017-12-12 北京理工大学 高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法
CN107686882A (zh) * 2017-07-04 2018-02-13 北京理工大学 高铁轮对踏面残余应力高能声束消除装置
CN107686882B (zh) * 2017-07-04 2021-03-09 北京理工大学 高铁轮对踏面残余应力高能声束消除装置
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
CN111876585A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 北京理工大学 焊接残余应力产生过程的声波消减均化调控装置及方法
US11919040B2 (en) 2020-07-29 2024-03-05 Beijing Institute Of Technology Control device and control method for reducing and homogenizing welding residual stress by acoustic wave
CN112280946A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 林月娥 一种可调节式合成板热处理装置
CN113667813A (zh) * 2021-07-20 2021-11-19 中国核工业第二二建设有限公司 一种核电站钢制安全壳焊后消应力方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103866112A (zh) 基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置
CN104531979A (zh) 一种电脉冲和超声耦合实现金属表面晶粒细化的工艺
WO2010013658A1 (ja) 溶接継手の疲労特性改善打撃処理方法及びその疲労特性改善打撃処理装置並びに耐疲労特性に優れた溶接構造物
CN110724804A (zh) 一种齿根齿面超声辅助振动喷丸强化工艺方法
CN104862454B (zh) 一种高硬度材料表面处理方法及装置
CN103894721A (zh) 一种焊前焊后双重超声同步振动辅助搅拌摩擦焊接方法
CN206524383U (zh) 圆柱形锂离子电池芯端面揉平装置
CN106914700B (zh) 一种用于异种金属材料的超声辅助激光焊接装置及方法
WO2011094921A1 (zh) 双头同步超声波金属焊接装置
CN103862185B (zh) 一种锯带焊接装置及锯带焊接方法
CN210916181U (zh) 一种齿根齿面超声辅助振动喷丸强化工艺装置
CN108817622B (zh) 超声电弧贴合滚压薄壁钢管焊接装置及焊接方法
CN105312742A (zh) 一种焊接工艺
CN113736969A (zh) 一种圆棒与平板状试验件两用超声喷丸强化装置
CN204430553U (zh) 新型超声波焊接机
CN210132222U (zh) 一种电辅助超声表面滚压强化装置
CN103551726A (zh) 新型线性摩擦焊接装置
CN206065800U (zh) 一种齿轮镶补修复装置
CN203918221U (zh) 左右轮罩隔音垫超声波熔接专机
CN202114436U (zh) 防止焊接角变形的夹具
CN108441612B (zh) 两相区塑性变形和超声耦合实现碳钢表面改性装置及工艺
CN207104167U (zh) 一种动车组水箱槽板组焊工装
CN105414872A (zh) 一种圆管对接焊装置
CN102267004B (zh) 一种应用于木材领域的焊接方法
CN202240100U (zh) 螺柱焊接定位装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140618