超聲沖擊法處理爐殼焊縫應(yīng)力方案

1、超聲沖擊法處理爐殼焊縫應(yīng)力一、概述超聲沖擊法是國外較流行的焊后處理、表面局部強(qiáng)化和消除殘余應(yīng)力的方法。該方法首先在前蘇聯(lián)的烏克蘭誕生，于二十世紀(jì)六十年代在美國得到迅速發(fā)展，在第十三屆國際焊接學(xué)會上公認(rèn)為是提高焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能最有效的方法，并在發(fā)達(dá)國家迅速得以推廣應(yīng)用，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，超聲沖擊處理的工藝及設(shè)備已日趨完善，該方法的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輕巧，使用靈活方便、噪音小、效率高、成本低、節(jié)能、無污染。Hy系列超聲沖擊裝置作為焊后處理設(shè)備，它能同時改善影響焊縫質(zhì)量的多個因素，如應(yīng)力缺陷、焊趾幾何形狀、表面強(qiáng)化等幾個方面，所以對提高焊接接頭的疲勞性能有事半功倍的效果，可使處理后的焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高5

2、0%120%,疲勞壽命延長5100倍。由于采用超聲沖擊處理后，省去了傳統(tǒng)的打磨及去渣工序，節(jié)約勞動時間20%左右，降低了勞動強(qiáng)度提高了生產(chǎn)效率。二、超聲沖擊處理的作用Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse1、可使焊接接頭疲勞強(qiáng)度提高50%-120%,疲勞壽命延長5100倍。2、是目前最徹底消除殘余拉應(yīng)力，并產(chǎn)生出理想壓應(yīng)力的工藝方法。3、有效改善焊趾的幾何形狀，降低焊縫焊趾處的應(yīng)力集中，且工藝簡單易行，成本低廉。4、消除焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷，抑制裂紋的提前萌生。5、改變原有的應(yīng)力場，明顯減少焊接變形。6、局部強(qiáng)

3、化處理，提高零件表面質(zhì)量和疲勞壽命。7、 用于對機(jī)械零件局部焊接修復(fù)部位進(jìn)行消除焊接應(yīng)力和強(qiáng)化處理。8、提高金屬在腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕能力約400%。9、同時改善影響焊縫疲勞性能幾個方面的因素：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，因而能大幅度提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命。3、 超聲沖擊對金屬結(jié)構(gòu)的突出貢獻(xiàn)1、增加金屬結(jié)構(gòu)件在動載荷和腐蝕環(huán)境下的使用壽命。2、減少金屬結(jié)構(gòu)件在腐蝕疲勞下的維修費(fèi)用。3、在同樣的設(shè)計要求下，可使用更少的材料，從而減少了制造和運(yùn)行成本。4、大幅度提高高強(qiáng)合金鋼焊接接頭的焊接性能，拓寬了高強(qiáng)合金鋼的應(yīng)用領(lǐng)域。5、增加了金屬結(jié)構(gòu)件在制造和使用過程中

4、的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性4、 超聲沖擊法相對于傳統(tǒng)工藝方法的優(yōu)勢1、超聲沖擊處理能同時改善影響焊縫疲勞性能的幾個方面的因素，如：殘余應(yīng)力、微觀缺陷和裂紋、焊趾幾何形狀、表面強(qiáng)化等，因而能大幅提高焊縫的疲勞性能，有事辦功倍之效果。2、在消除焊縫焊趾處應(yīng)力集中方面，是目前最方便、最有效的，其效果遠(yuǎn)勝于在焊趾處氬弧焊重熔（TIG）或機(jī)械修磨的方法。3、消除焊接殘余應(yīng)力，完全可替代熱處理和振動時效等時效方法，且處理工藝簡單，效果穩(wěn)定可靠。想處理哪里就處理哪里，并可在任意時間、任意工序上進(jìn)行，讓你隨心所欲，得心應(yīng)手。不象振動時效那樣，工藝復(fù)雜且時效效果要受諸多工藝參數(shù)之影響。4、有效的在自然條件下使已變形了的焊接構(gòu)

5、件向常態(tài)恢復(fù)，因而也是目前很方便的校形工具。5、超聲沖擊處理占地少，不受工件材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、重量之限制，使用起來靈活方便。5、 超聲沖擊的基本原理超聲沖擊的基本原理就是利用大功率超聲波推動沖擊工具以每秒兩萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面，由于超聲波的高頻、高效和聚焦下的大能量，使金屬表層產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形；同時超聲沖擊波改變了原有的應(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。6、 超聲沖擊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、凹坑及各種微小焊接缺陷，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

6、多數(shù)情況下，殘余拉應(yīng)力對焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度是十分不利的。同時，大量研究表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。基本原理是，焊后利用超聲波推動沖擊工具以每秒兩萬次以上的頻率沿焊縫方向沖擊焊縫的腳趾部位，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)值的壓應(yīng)力；并使焊趾部位材料得以強(qiáng)化。因此，超聲沖擊

7、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。7、 超聲沖擊處理工藝接好HY4050超聲沖擊裝置的電源，連接好接地線，開啟電源開關(guān)，按照說明書進(jìn)行操作，將超聲沖擊槍對準(zhǔn)試件焊趾部位，且基本垂直于焊縫。沖擊頭的沖擊針陣列沿焊縫方向排列，兩手握緊把手，并將沖擊針對準(zhǔn)焊趾，在沖擊槍自重條件下對焊趾進(jìn)行超聲沖擊處理。在沖擊處理過程中，沖擊槍在垂直于焊縫的方向做一定角度的擺動，并沿焊縫來回移動。處理速度控制在0.5m/min左右。8、 爐底板、S帶對接焊縫檢測處理工序1、爐底板焊接完后，沿焊縫每隔一定

8、距離選取一個點(diǎn)，作好標(biāo)記，利用應(yīng)力檢測儀測試應(yīng)力。2、利用超聲沖擊裝置對焊縫進(jìn)行處理。3、處理完后，對上述各點(diǎn)再次進(jìn)行測試，比較分析消除應(yīng)力效果。4、S帶焊縫與上述工序相同。施工方案工程名稱：超聲沖擊法處理熱風(fēng)爐爐底板及S帶焊縫應(yīng)力工程編號：編制單位：武鋼建工集團(tuán)修建公司一處編制：審核：批準(zhǔn)：武鋼建工集團(tuán)有限責(zé)任公司二。五年五月十一日僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'etudeetlarechercheuniquementddesfinspersonnelles;pas