Rozumíte ošetření ultrazvukovým nárazem?

Rozumíte  ošetření ultrazvukovým nárazem ? ?

 

 Vysokofrekvenční mechanický náraz  ( HFMI), také známý jako Ultrasonic Impact Treatment  ( UIT) je vysokofrekvenční ošetření rázem svaru určené ke zlepšení odolnosti svařovaných konstrukcí proti únavě. Ve většině průmyslových aplikací je tento proces také známý jako ultrazvukové otryskávání (UP)..

Jedná se o mechanické zpracování za studena, které zahrnuje údery na špičku svaru jehlou, aby se zvětšil její poloměr a zavedlo se zbytková tlaková napětí. 

    Obecně platí, že zobrazený základní UP systém  lze v případě potřeby použít pro úpravu špičky nebo svarů a větších ploch.

Základní ultrazvukový peening systém pro zvýšení únavové životnosti svařovaných prvků a konstrukcí

Volně pohyblivé úderníky

Zařízení UP vychází ze známých technických řešení ze 40. let minulého století používání pracovních hlav s volně pohyblivými úderníky pro kladivové oklepávání. V té době i později byla vyvinuta řada různých nástrojů založených na použití volně pohyblivých úderníků pro rázovou úpravu materiálů a svařovaných prvků pomocí pneumatických a ultrazvukových zařízení. Efektivnější ošetření nárazem je zajištěno, když úderníky nejsou připojeny ke špičce ovladače, ale mohou se volně pohybovat mezi ovladačem a upravovaným materiálem. Jsou znázorněny nástroje pro rázovou úpravu materiálů a svařovaných prvků s volně pohyblivými úderníky, které jsou osazeny v držáku. . V případě tzv. mezičlánku-úderu(ů) je k opracování materiálů zapotřebí síla pouze 30 - 50 N.

Řez nářadím s volně pohyblivými úderníky pro povrchovou úpravu úderem.

Ukazuje  standardní sadu snadno vyměnitelných pracovních hlav s volně pohyblivými úderníky pro různé aplikace UP.

 Sada vyměnitelných pracovních hlav pro UP

Během ošetření ultrazvukem úderník kmitá v malé mezeře mezi koncem ultrazvukového snímače a ošetřovaným vzorkem a dopadá na ošetřovanou oblast. Tento druh vysokofrekvenčních pohybů/nárazů v kombinaci s vysokofrekvenčními oscilacemi indukovanými v ošetřovaném materiálu se obvykle nazývá ultrazvukový náraz.

Technologie a vybavení pro Ultrazvukové peening

Ultrazvukový měnič kmitá na vysoké frekvenci, typicky 20-30 kHz. Ultrazvukový měnič může být založen na piezoelektrické nebo magnetostrikční technologii. Bez ohledu na použitou technologii bude výstupní konec převodníku oscilovat, typicky s amplitudou 20 – 40 mm. Během oscilací bude hrot snímače narážet na úderník (údery) v různých fázích oscilačního cyklu. Úderník (údery) zase narazí na ošetřovaný povrch. Nárazem dochází k plastické deformaci povrchových vrstev materiálu. Tyto rázy, opakované stovky až tisícekrát za sekundu, v kombinaci s vysokofrekvenčními oscilacemi indukovanými v upravovaném materiálu mají za následek řadu příznivých účinků UP.

UP je účinný způsob odbourávání škodlivých tahových zbytkových napětí a vnášení prospěšných tlakových zbytkových napětí v povrchových vrstvách dílů a svařovaných prvků.

Při zlepšení únavy je příznivého efektu dosaženo především vnesením tlakových zbytkových napětí do povrchových vrstev kovů a slitin, snížením koncentrace napětí v zónách špičky svaru a zlepšením mechanických vlastností povrchové vrstvy materiálu.

 

Průmyslové aplikace UP

UP lze efektivně použít pro zlepšení únavové životnosti při výrobě, sanacích a opravách svařovaných prvků a konstrukcí. Technologie a zařízení UP byly úspěšně aplikovány v různých průmyslových projektech pro sanace a opravy svarů dílů a svařovaných prvků. Oblasti/odvětví, kde byla UP úspěšně aplikována, zahrnují: Železniční a dálniční mosty, Stavební zařízení, Stavba lodí, Hornictví, Automobilový průmysl a Letectví.