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Ultraschall-Schlagbehandlung Hochfrequenz-Schweißschlagbehandlung

Ultraschall-Schlagbehandlungsgeräte für Strukturen und Baugruppen, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind. Das Ultraschall-Schlagbehandlungsverfahren trägt dazu bei, das Auftreten von Rissen zu verzögern oder sogar zu beseitigen.
Frequenz:
Schwingungsamplitude (a):
Leistung:
Verfügbarkeit:
Menge:
Ultraschall-Schlagbehandlung Hochfrequenz-Schweißschlagbehandlung
Ultraschall-Schlagbehandlung Hochfrequenz-Schweißschlagbehandlung
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  • UIT20

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Ultraschall-Schlagbehandlung Hochfrequenz-Schweißschlagbehandlung 


Was ist Ultraschall-Schlagbehandlung?


Die Ultraschall-Schlagbehandlung (UIT) ist eine relativ neuartige Technik, die an der Spitze von Schweißverbindungen angewendet wird, um die Ermüdungslebensdauer durch Änderung der Schweißnahtgeometrie und des Eigenspannungszustands zu verbessern. In dieser Studie wird die Spannungsrelaxation aufgrund der Ultraschall-Schlagbehandlung an einem in sechs Durchgängen geschweißten, hochfesten vergüteten Stahlabschnitt untersucht. Spannungsmessungen in zwei orthogonalen Richtungen wurden durch energiedispersive Synchrotron-Röntgenbeugung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die alleinige Anwendung von Ultraschall auf ein geschweißtes Bauteil die Restspannungen gleichmäßiger verteilt, während mechanische Stöße in Kombination mit Ultraschall eine wirksame Methode zum Abbau der Restspannungen darstellen. Nach dem Schweißen wird im Bereich der Schweißnahtspitzen eine Verbreiterung des Beugungspeaks aufgrund der Gitterverzerrung beobachtet, die durch die Halbwertsbreite (FWHM) gekennzeichnet ist. Die Ultraschall-Aufprallbehandlung reduziert die FWHM an diesen Stellen. 

Parameter:

Modell Nr. UIT20
Ultraschallfrequenz 20 kHz
Maximale Leistung 800 Watt
Amplitude 40um
Stromversorgung 220V / 50-60 Hz
Ultraschallgenerator Größe 250 (B) x 310 (L) x 135 (H) mm
Gewicht 5 kg
Besonderheit Ultraschallamplitude einstellbar

  



Anwendung:

  • Aluminium (einschließlich sensibilisiertes Aluminium)

  • Bronze

  • Kobaltlegierungen

  • Nickellegierungen

  • Stähle

    • Kohlenstoffstahl

    • Edelstahl

    • Hochfester niedriglegierter Stahl

    • Manganstahl

  • Titan

Ultraschall-Schlagbehandlung


ERHÖHUNG DER SPANNUNGSKORROSIONSRISSBESTÄNDIGKEIT (SCC).

Die Erzeugung einer oberflächlichen Verdichtung durch das Strahlen durch den Aufprall der Nadeln auf das Material ermöglicht außerdem eine Verbesserung der Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.

Da dieses Phänomen bei Strukturen und Baugruppen auftritt, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind, trägt der HFMI/UIT-Prozess dazu bei, das Auftreten von Rissen zu verzögern oder sogar zu verhindern.


KORREKTUR VON VERFORMUNGEN DURCH SCHWEIßEN

Die durch Schweißprozesse entstehenden Spannungen führen zu Verformungen in den Schweißnähten zwischen den Blechen.

Diese bekannten Verformungen treten während der Abkühlphase der Schweißnaht auf, wenn das geschmolzene Metall schrumpft, was zu einer plastischen Verformung der geschweißten Metalle führt.

Um Zugspannungen zu beseitigen, werden derzeit herkömmliche Entspannungsverfahren lokal angewendet (Erwärmung, WIG-Abrichten usw.). Diese Prozesse stellen ein Spannungsniveau nahe 0 MPa an der Oberfläche und in der Tiefe wieder her, korrigieren jedoch nicht den durch die Schweißung verursachten Defekt.

Das Ultraschall-Schlagbehandlungsverfahren (HFMI / UIT) ermöglicht nicht nur die Erzeugung von Druckeigenspannungen, die weitaus vorteilhafter sind als der Spannungsabbau, sondern ermöglicht auch die Begradigung der durch das Schweißen verursachten Verformungen. Der 2-in-1-Effekt der Ultraschall-Schlagbehandlung (HFMI / UIT) ist besonders wertvoll, wenn es darum geht, die Dauerfestigkeit von Stählen, Aluminium und anderen Metalllegierungen zu verbessern und gleichzeitig geometrische Fehler zu korrigieren.


Sowohl für die heilende als auch für die präventive Behandlung

Bei der Herstellung eines Teils oder der Herstellung und Montage einer Struktur besteht der erste Schritt zur Kontrolle der Ermüdungsbeständigkeit darin, die kritischsten Bereiche zu bewerten, in denen Risse auftreten können. Dann muss das beste Bewerbungsverfahren ermittelt werden. Der Schlüssel zu dieser Wahl besteht darin, zu beurteilen, ob eine Methode zur Verbesserung der Ermüdungsbeständigkeit erforderlich ist, bevor ein größerer Schaden auftritt. Ein präventiver statt korrigierender Ansatz ist viel besser, um Kosten zu minimieren und Gewinne zu maximieren.

Die Ultraschall-Schlagbehandlung ist eine der besten vorbeugenden Behandlungen zur Verbesserung der Ermüdungsbeständigkeit von Schweißkonstruktionen



Das UP könnte effektiv zur Verbesserung der Ermüdungslebensdauer bei der Herstellung, Sanierung und Reparatur von geschweißten Elementen und Strukturen eingesetzt werden. Die UP-Technologie und -Ausrüstung wurde erfolgreich in verschiedenen Industrieprojekten zur Sanierung und Schweißnahtreparatur von Teilen und geschweißten Elementen eingesetzt. Zu den Bereichen/Branchen, in denen das UP erfolgreich angewendet wurde, gehören: Eisenbahn- und Autobahnbrücken, Baumaschinen, Schiffbau, Bergbau, Automobil und Luft- und Raumfahrt.  Ein Beispiel für die Anwendung von UP zur Reparatur und Sanierung von geschweißten Elementen, die Ermüdungsbelastungen im Bergbau ausgesetzt sind, ist in Abbildung 7 dargestellt. Rund 300 Meter Schweißnähte, die unter Ermüdungsgesichtspunkten kritisch sind, wurden UP-behandelt, um eine verbesserte Ermüdungsleistung großer Mühlen zu gewährleisten.

                                                                                              

 

          Anwendung von UP zur Sanierung von geschweißten Elementen einer großen Mühle


 

Basierend auf den Ermüdungsdaten und der in [10] beschriebenen Lösung wurde das UP auch bei der Sanierung von Schweißelementen einer Autobahnbrücke über den Ohio River in den USA angewendet.

Die Brücke wurde vor etwa 30 Jahren gebaut. Die geschweißten Teile der Brücke wiesen keine makroskopischen Ermüdungsrisse auf. Die Motivation für die Anwendung des UP zur Verbesserung der Ermüdungslebensdauer dieser Brücke war die Ermüdungsrissbildung in geschweißten Elementen und das Versagen einer der Spannweiten einer anderen Brücke ungefähr des gleichen Alters und der gleichen Bauart. Die Vorbereitungsphasen für die UP-Behandlung der Brücke und der Prozess der UP-Behandlung einer der geschweißten vertikalen Versteifungen sind in den Abbildungen 8 und 9 dargestellt. Mehr als zweitausendfünfhundert geschweißte Details der Brückenstruktur, die als ermüdungskritisch galten, wurden UP-behandelt.




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