超声波喷丸实验介绍

一、超声波喷丸服务介绍

超声波强化技术的基本原理如图1所示，磁致伸缩式或压电晶体式传感器 将高频电振动信号转换为机械振动，传感器输出端部典型振动幅值约在20～40μm范围内，运动加速度可达到3×104m/s2以上，在振动过程中传感器输出端冲击冲击针，使冲击针以较大的力冲击工件焊接部位进行强化处理。为使输出振动幅值增大，实际应用中通常在传感器输出端和冲击针之间加装变幅杆和其他附属设备。

我司配有超声喷丸设备，可以对外做实验和代加工服务。

图1 超声波冲击强化原理简图

二、应用范围

超声波强化处理的作用主要体现在降低焊接件的拉应力和变形，提高材料硬度，并产生残余压应力，提高零部件和焊接件的抗疲劳腐蚀强度，焊接部位变形的修整（图2），改善表面精度特性，特别是提高抗磨损和接触疲劳特性。在实际应用中，超声波冲击强化技术在焊接结构强化领域已经得到广泛应用。超声波强化设备结构轻巧，可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合。此外超声波冲击还可 以用于金属零部件的成形和矫形，并且不会引起残余拉应力。

                  （a）典型的焊趾形状                                                  （b）超声波强化处理后的光滑过渡的焊趾外形

图2 焊接部位变形的修整

（1）航空制造业

航空航天工业生产特点是产品型号更迭频繁、零件形状复杂、精度及尺寸稳定性要求高、加工困难等，这就促使航空航天工业迫切需要高能的新加工方法，超声喷丸技术恰好适应了这种要求。大型飞机中厚板大曲率成形在不降低其力学性能的前提下，采用机械喷丸方法是很难成形的。超声喷丸成形技术由于能使工件表面产生比其他喷丸方式更大的残余压应力，使中厚板成形容易实现，并能有效保证零件的使用性能。对大型板件的精密成形减少了焊接件和连接件的数量，从而实现飞机零部件的轻量化设计，故将对航空制造业产生重大影响。

（2）国防工业

导弹、火箭及核反应金属罐容器等零部件在应用中除了要有精确的外形外，其表面要求很高的机械力学性能和表面质量。超声喷丸能实现成形与强化复合加工，减少了加工工序，因而在国防产品加工中具有潜在优势。

（3）船舶和汽车制造业

超声喷丸成形技术通过施加超声波转化的机械能在零件变形区形成相应的残余应力，从而一个潜在的利用价值是对汽车发动机的驱动轴、压杆等关键零件进行精密矫直。

三、生产设备及零件

1）针式超声喷丸机

手持式半波长超声喷丸枪体积⼩、重量轻。

2）拉杆箱式超声喷丸机 

便携式设计，超声电源、超声喷丸枪、线缆及配件全部放置于一个拉杆箱内，极⼤⽅便设备的使⽤、移动和保管。

3）喷丸针套

各种规格的针式超声喷丸枪头组件，多种撞针直径，适合不同材质、不同厚度板材的处理。

四、服务规则

1）实验预约：需提前一个月预约实验服务；

2）寄送地点：江苏省南京市六合区⻰池街道新集东路1198号C座；

3）实验周期：约3天（特殊情况除外）；

4）实验报告获取：实验后的3天，以邮件形式发送。