大功率应力消除冲击机.docVIP

大功率应力消除冲击机 1．国内外本项目领域科技创新发展概况和必威体育精装版发展趋势作为世界第三大船舶制造国，2007年中国造船产量占世界市场的份额已大于25%，手持订单已经超过韩国成为世界第一，中国造船产量的70%是出口。焊接是现代工业的基础工程技术之一，在船体建造中，焊接工作量占船体建造总工作量的40%左右，焊接成本占船体建造总成本的50%左右。船舶焊接技术是船舶工业的主要关键工艺技术之一，船舶焊接质量是评价造船质量的重要指标，焊接生产效率是影响造船产量与生产成本的主要因素之一。因此，船舶焊接技术的进步对推动造船生产的发展具有十分重要的意义。 在现在的工业中，焊接结构已广泛应用于机械、电力、建筑、冶金、造船、铁路、航空航天、压力容器等领域，其中大型焊接结构的比例逐年增高。焊接结构在制作焊接过程中，由于焊接区材料经历一个复杂的不均匀的快速加热和冷却过程，引起焊接区发生不均匀的应力应变变化，最终导致焊接残余应力和变形的产生。焊接残余应力的存在可对焊件强度产生负面影响。其一，三维残余拉应力会促使类裂纹缺陷处发生脆性断裂，一维和二维残余拉应力会降低材料的耐腐蚀性。其二，焊缝及其近缝区的高残余拉应力对结构的疲劳性能有不利影响，而残余压应力会降低结构的压曲强度。其三，有残余应力的焊件在随后的加工、贮运及使用过程中还可能发生变形。其中，焊件在切削加工过程中的回弹变形会对其加工质量产生严重影响。其四，变形还会降低焊件的疲劳强度与承载能力，也可能导致焊件加工时超过规定的制造公差。因此，在生产实际中常需要有效地减小焊件残余应力与焊接变形。 随着科学技术的高速发展，焊接结构的大型化和高强化已使得大型焊接结构的焊接残余应力消除与变形控制问题显得尤为重要。大型焊接结构的焊接残余应力和变形与普通简单焊接结构相比有着明显的不同。因为，一方面，大型焊接结构形态复杂、尺寸大、重量重、材料厚度大以及焊缝复杂等，使得焊接后残余应力分布复杂、梯度大、消除困难。另一方面，焊接后变形也相对复杂，多为几种变形的复合，难以控制，一旦变形超限，矫正困难，有的甚至无法矫正，致使构件报废，造成巨大的经济损失。例如：全回转拖轮井筒的构造复杂，焊接量大，焊接变形很难控制。因此，长期以来大型焊接结构的焊接残余应力消除和变形控制一直是国内外学术界和工程界广泛关注的问题。国内外学者对此做了大量的研究工作，取得了相当大的进展，但一些关键技术问题还远未解决。主要问题之一是对于大型焊接结构来讲，其残余应力的消除还没有找到一种高效、经济的方法。传统的自然时效（Natural Stress Relief, NSR）方法效果虽然较好，但因周期长，占用场地大，不易管理等缺点，已逐渐被淘汰。热时效（Thermal Stress Relief, TSR）有很好的时效效果，其周期较自然时效大为缩短，但因退火炉造价高、能耗大、效率低、污染环境、易产生新的变形和应力等缺点，使其在大型焊接结构的焊接残余应力消除中难以得到推广应用。超声冲击处理技术（Ultrasonic Impact Treatment UIT）最初是在前苏联建造核潜艇的北海造船厂获得应用，用于减小焊接残余应力和变形，并在冲击处产生压应力以提高核潜艇的疲劳寿命。这种几乎能包含热处理和机械处理所有方法的优点而又能弥补其缺点的方法在九十年代中期一问世，就首先被先进国家用于军事工业，特别是核潜艇的制造上。乌克兰的巴顿焊接研究所、俄罗斯北方科学和技术公司NSTC 对该技术进行了系统研究，并将该技术推广应用于核潜艇和航天飞行器制造。近年来，与NSTC合作，美国阿拉巴马州伯明罕应用超声实验室进一步发展了超声冲击处理技术，在焊接结构制造、保维修方面建立了一系列操作规范。俄罗斯在建造核动力潜艇过程中，对厚板导弹发射筒与耐压壳体焊接接头、艇体大合拢焊缝、过渡环接头等进行了超声冲击处理，得到了非常良好的效果。大量的实验表明，经过超声冲击处理的试件，其疲劳强度可以相当于或高于母材的疲劳强度。疲劳断裂将不在焊趾处发生，而发生在母材上，甚至有夹渣缺陷时也是如此。超声冲击法由于其执行机构轻巧（只有几公斤）、效率高（每分钟可以处理半米焊缝）、噪声小，使用灵活、应用时受限制少，因此不但可以应用于焊接结构的制造过程中，而且可以应用于安装现场，不但可以处理低碳钢接头、也可以处理高强钢接头，不但可以处理平板对接接头，而且可以用于处理十字接头、管接头等。具有十分广泛的用途和应用前景。振动时效技术(VSR)是目前国际上对铸、锻、焊件消除和调整残余应力的一种有效的环保型新技术。由于其能有效降低和均化构件残余应力，稳定构件尺寸等特点，被认为是消除大型焊接结构残余应力的最适宜方法。10% 50Hz-60Hz 输出信号频率：20KHz±100Hz 输出信号功率：１00~2000W 系统跟踪时间　0。5μ