[实用新型]一种利用阶梯型超声冲击针的斜探头式超声冲击装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声冲击枪，更加具体地说，涉及一种利用阶梯型超声冲击针的斜探头式超声冲击装置。

背景技术

在焊接结构的加工过程中,由于焊接热循环的作用,引起焊接接头局部不均匀的热塑性变形和相变,产生自相平衡的焊接残余应力,使焊接接头的使用性能降低，超声冲击通过改善焊接残余应力的分布来改善其性能。由于该方法使用灵活、效率高,因此适用范围广,不仅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,是一种有效改善焊接接头残余应力的方法。

超声冲击的原理是超声振动发生器驱动冲击针产生机械振动，冲击针快速撞击工件表面，引起工件表面得到强化并产生变形，从而达到使金属表面产生一定深度的残余压应力层，使金属零件的强度、耐腐蚀性和疲劳寿命得到明显提高。而残余应力层深度的大小主要取决于冲击过程中冲击针的撞击速度。现有技术的冲击针针头大都设计成尾部带梢的结构，一方面在其工作的过程中，冲击针和冲击针座枪口处发生碰撞，极大的降低冲击针的冲击速度；另外，尾部带梢的结构在与换能器碰撞的过程中，由于受力的不均匀容易使冲击针发生歪斜，这两方面都会减小超声冲击所产生的应力层深度，对冲击效果有明显的影响。

对于传统冲击处理其执行机构即冲击头的设计一般采用单根或者多根并列的硬质合金针或热处理后的工具钢针，枪体和冲击针保持同轴，工作中冲击针和枪体保持在一个直线上运动。当待处理焊缝处于平焊或者较为宽敞的空间时，这种设计的冲击针可以满足日常冲击处理的需要，当待处理表面位于狭小的空间时，这种直列冲击针的冲击处理效果有可能大打折扣。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，通过改变冲击针的形状，提供一种利用阶梯型超声冲击针的斜探头式超声冲击装置。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种利用阶梯型超声冲击针的斜探头式超声冲击装置，包括设置在壳体内的换能器和与换能器相连的变幅杆，所述变幅杆的一端与冲击针延长头相连，所述冲击针延长头与阶梯型超声冲击针相接触，所述阶梯型超声冲击针穿过冲击针座；

所述阶梯型超声冲击针在造型上采用了阶梯式的设计，以减小冲击针和冲击针座之间的摩擦，适用于超声冲击设备进行材料的成型，矫形以及表明处理，以提高冲击效率，产生更深的压应力层，提高材料的疲劳寿命；采用尾圆头型冲击针，其示意图如图4所示，整体呈阶梯型圆柱状，取代了以前常用的带稍形结构，由直径d的前部圆柱和直径D的后部圆柱构成，其中所述前部圆柱的前端呈半球形，用于和加工部件的表面进行超声冲击接触，所述后部圆柱的尾端呈半球形，用于和冲击针延长头端面相接触，以获得进行超声冲击的能量，后部圆柱的直径D略大于前部圆柱的直径d。整体上看来呈两个阶梯形圆柱状的设计，一方面和冲击针延长头或者变幅杆端面碰撞时受力方向沿着冲击针轴线方向，不会产生横向分力；另一方面，冲击针与孔的下方边缘碰撞时不会摩擦。有利于处理过程中冲击针沿着轴线方向稳定运动，提高撞击速度；上述结构中，d<D≤1.3d，优选D为1.2d，d是前部圆柱的直径，D是后部圆柱的直径；0.1L≤l≤0.2L，优选l为0.2L，l是末端到阶梯处的距离，L是冲击针全长。

所述冲击针座的前端带有拐角并设置有锥形的枪口，所述枪口中设置有固定冲击针的圆孔，另一端是圆柱形的且尾部设置有凸起，用于装卸时使用所述另一端是圆柱形的且尾部有凸起，用于装卸时使用，与壳体连接。

所述冲击针延长头整体上呈短圆柱形，前端为斜面，用于和冲击针相接触，可分为表面带凹坑和不带凹坑两种，末端带有一段螺纹杆，用来和变幅杆、换能器相连；所述凹坑用于和阶梯状冲击针的末端相接触。

所述换能器可选择压电式换能器或者磁致伸缩式换能器。