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Aufrufe: 50 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 11.09.2019 Herkunft: Website
Unter Ultraschallschlag versteht man die Verwendung von Hochleistungsultraschall, um Schlagwerkzeuge anzutreiben, die mit einer Frequenz von mehr als 20.000 Mal pro Sekunde auf eine Metalloberfläche schlagen. Aufgrund der hohen Frequenz, des hohen Wirkungsgrads und der hohen Energie des Ultraschalls erzeugt die Metalloberfläche große druckplastische Verformungen. Gleichzeitig verändert die Ultraschallstoßwelle das ursprüngliche Spannungsfeld und erzeugt eine bestimmte Zahl. Der Wert der Druckspannung stärkt die Ultraschalleinwirkungsstelle. Die Ultraschallantriebsstromversorgung ist über das Kabel mit dem im Gehäuse angeordneten Ultraschallwandler verbunden, der Vibrationsausgangsanschluss des Wandlers ist mit dem Horn verbunden und das Ende des Horns ist mit einer Schlagnadel ausgestattet. Die Ultraschallantriebsleistung wandelt kommunalen Strom in Hochfrequenz- und Hochspannungs-Wechselstrom um, der an den Ultraschallwandler übertragen wird. Dann wandelt der Ultraschallwandler die eingegebene elektrische Energie in mechanische Energie, also Ultraschall, um. Seine Ausdrucksform besteht darin, dass der Wandler eine hin- und hergehende Bewegung in Längsrichtung ausführt. Die Frequenz der Einfahrbewegung entspricht der Wechselstromfrequenz der Antriebsstromversorgung, und die Verschiebung der Einfahrbewegung beträgt etwa zehn Mikrometer. Die Aufgabe des Horns besteht darin, die Ausgangsamplitude des Wandlers auf mehr als 100 Mikrometer zu verstärken. Andererseits übt es eine Schlagkraft auf die Schlagnadel aus, um die Schlagnadel mit hoher Geschwindigkeit vorwärts zu drücken. Nachdem die Schlagnadel auf das Werkstück trifft, wird die Energie auf die Schweißnaht übertragen, um die inneren Spannungen zu beseitigen. Der Schlagkopf springt nach der Reaktion des Werkstücks zurück und wird nach dem Auftreffen auf das Horn mit hochfrequenten Vibrationen erneut angeregt. Mit hoher Geschwindigkeit stößt es immer wieder gegen die Schweißnaht und führt so den Schlagvorgang mehrfach durch.
Die Ultraschall-Schlagtechnik ist eine wirksame Methode, um schädliche Zugeigenspannungen auf der Oberfläche von Teilen oder Schweißnähten zu beseitigen und Druckspannungen auf der Oberfläche des Werkstücks zu erzeugen. Es kann die Ermüdungslebensdauer und Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Teilen verbessern. Es ist effizient und zeitsparend. Die Förderung der Ultraschall-Schlagtechnologie entspricht der nationalen Strategie für nachhaltige Entwicklung. Nach dem Schweißen wird die durch Überhöhe verursachte Spannungskonzentration reduziert, die Fehler auf der Oberfläche des Schweißnahtübergangs werden beseitigt und gleichzeitig wird am Schweißnahtübergang eine große plastische Druckverformung erzeugt, die zu einer gewissen Restdruckspannung führt, das Schweißenseigenspannungsfeld anpasst und die Materialien am Schweißnahtübergang stärkt und verhärtet. Eine große Anzahl experimenteller Daten zeigt, dass Ultraschalleinwirkung die Ermüdungsfestigkeit von Stahlschweißverbindungen um 60–180 % erhöhen, ihre Lebensdauer um das 10–135-fache verlängern, die Ermüdungsfestigkeit von Aluminium- und Titan-Nichteisenmetall-Schweißverbindungen um 26–48 % erhöhen, ihre Lebensdauer um das 5–45-fache verlängern und die Ermüdungseigenschaften von Schweißverbindungen und -strukturen effektiv verbessern kann.
Die Ultraschall-Aufpralltechnologie wird in vielen Branchen eingesetzt, darunter in der Schifffahrt, in der petrochemischen Industrie, auf Schiffen, in schweren Hebemaschinen und Kränen, in schweren Gesenkmaschinen, in Windkraftanlagen, bei Stahl- oder Verbundbrücken, in der Luftfahrt und im Eisenbahnwesen usw.
