Jaký je pracovní princip ultrazvukového nárazového zařízení?

I. Princip činnosti ultrazvukového rázového zařízení

超声冲击就是利用大功率的超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面，由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量，使金属表层产生较大的压塑性变形，同时超声冲击波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力，使超声冲击部位得以强化。超声波驱动电源通过电缆与设置在外壳内的超声波换能器连接，换能器的振动输出端部与变幅杆连接，变幅杆端部装有冲击针。超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流，输给超声波换能器，然后超声波换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作往复伸缩运动，伸缩运动的频率等同于驱动电源的交流电流频率，伸缩的位移量在十几微米左右。变幅杆的作用一是将换能器的输出振幅放大，达到100微米以上，另一方面对冲击针施加冲击力，推动冲击针高速前冲。冲击针冲击工件后，能量向焊缝传递，以达到消除内应力的作用。冲击头受工件的反作用后回弹，碰到高频振动的变幅杆后，再次受到激发，又一次高速度撞向焊缝，如此反复多次，完成冲击作业。

Ultrazvukový náraz je použití vysoce výkonného ultrazvuku k pohánění nárazových nástrojů na kovový povrch s frekvencí více než 20 000krát za sekundu. Kvůli vysoké frekvenci, vysoké účinnosti a vysoké energii ultrazvuku vytváří kovový povrch velkou tlakově-plastickou deformaci. Ultrazvuková rázová vlna zároveň mění původní pole napětí a produkuje určité číslo. Hodnota tlakového napětí posiluje místo ultrazvukového dopadu. Napájecí zdroj ultrazvuku je propojen s ultrazvukovým měničem uspořádaným v pouzdře kabelem, výstupní svorka vibračního měniče je spojena s klaksonem a konec klaksonu je opatřen nárazovou jehlou. Ultrazvuková hnací síla převádí městskou elektřinu na vysokofrekvenční a vysokonapěťový střídavý proud, který je přenášen do ultrazvukového měniče. Poté ultrazvukový měnič přemění vstupní elektrickou energii na mechanickou energii, tedy ultrazvukovou. Jeho forma vyjádření spočívá v tom, že měnič vykonává vratný a zatahovací pohyb v podélném směru. Frekvence zatahovacího pohybu se rovná frekvenci střídavého proudu napájecího zdroje a posun zatahovacího pohybu je asi deset mikronů. Úkolem houkačky je zesílit výstupní amplitudu měniče na více než 100 mikronů. Na druhé straně vyvíjí nárazovou sílu na nárazovou jehlu, aby tlačila nárazovou jehlu dopředu vysokou rychlostí. Po dopadu jehly na obrobek se energie přenese na svar, aby se eliminovalo vnitřní pnutí. Nárazová hlava se po reakci obrobku odrazí zpět a je znovu stimulována poté, co narazí na trubku s vysokofrekvenčními vibracemi. Znovu a znovu naráží vysokou rychlostí do svaru, čímž mnohokrát dokončí operaci nárazu.

II. Princip a efekt zlepšení únavové životnosti ultrazvukového rázového zařízení

超声冲击技术是一种高效消除部件表面或焊缝区有害残余拉应力［蜨工䶢形成压应力的方法，可以提高焊接件疲劳寿命和疲劳强度、高效〶超朁时，声波冲击技术符合国家可持续发展战略。焊后处理焊趾部位，降低余高逄庠攚高逄甠攚高逄甠力集中，消除焊趾表面的缺陷，同时使焊趾处产生较大的压缩塑性变形瀧变形瀧变形缌且定数值的残余压缩应力，调整了焊接残余应力场，并使焊趾部位材料得位材料得乌和硬化。大量实验数据表明超声冲击可使钢制焊接接头疲劳强度提高60-18 0 %，寿命延长10-135倍，使铝、钛有色金属焊接接头疲劳强度提高了2 6–48 %，寿命延长了5–45倍，有效改善了焊接接头及结构的疲劳性能。

Technologie ultrazvukového rázu je účinnou metodou pro eliminaci škodlivého zbytkového tahového napětí na povrchu dílů nebo svaru a pro vytvoření tlakového napětí na povrchu obrobku. Může zlepšit únavovou životnost a únavovou pevnost svařovaných dílů. Je to efektivní a časově nenáročné. Propagace technologie ultrazvukového nárazu je v souladu s národní strategií udržitelného rozvoje. Po svaření se snižuje koncentrace napětí způsobená nadměrnou výškou, eliminují se vady na povrchu svarové špičky a zároveň dochází k velké tlakové plastické deformaci na svarové špičce, což má za následek určité zbytkové tlakové napětí, úpravu pole zbytkového napětí při svařování a zpevnění a vytvrzení materiálů na svarové špičce. Velké množství experimentálních dat ukazuje, že působení ultrazvuku může zvýšit únavovou pevnost ocelových svarových spojů o 60-180 %, prodloužit jejich životnost 10-135krát, zvýšit únavovou pevnost svarových spojů hliníkových a titanových neželezných kovů o 26-48 %, prodloužit jejich životnost 5-45krát a účinně zlepšit únavové vlastnosti a únavové vlastnosti svarových spojů.

III. Oblasti použití

超声波冲击技术在众多行业得以应用，其中包括：海洋、石油化工、船工、船舶舶、船舶舶重机械及起重机、重型模具机械、风力涡轮机、钢或复合材料桥梁、肓空、肷

Technologie ultrazvukového nárazu byla použita v mnoha průmyslových odvětvích, včetně oceánu, petrochemického průmyslu, lodí, těžkých zdvihacích strojů a jeřábů, těžkých strojů, větrných turbín, ocelových nebo kompozitních mostů, letectví a železnic atd.