Conosci il trattamento a impatto ultrasonico?

Comprendi il  trattamento a impatto ultrasonico ?

 

 Impatto meccanico ad alta frequenza  ( HFMI), noto anche come Il trattamento a impatto ultrasonico  ( UIT), è un trattamento a impatto di saldatura ad alta frequenza progettato per migliorare la resistenza alla fatica delle strutture saldate. Nella maggior parte delle applicazioni industriali questo processo è noto anche come pallinatura a ultrasuoni (UP).

È un trattamento meccanico a freddo che consiste nel colpire con un ago il puntale della saldatura per creare un allargamento del suo raggio e introdurre tensioni residue di compressione. 

    In generale, il sistema UP di base mostrato  potrebbe essere utilizzato per il trattamento di cordoni di saldatura o saldature e superfici più grandi, se necessario.

Sistema di pallinatura ad ultrasuoni di base per il miglioramento della vita a fatica di elementi e strutture saldate

Attaccanti liberamente mobili

L'attrezzatura UP si basa su soluzioni tecniche note fin dagli anni '40 del secolo scorso che prevedevano l'utilizzo di teste operatrici con percussioni liberamente mobili per la martellatura. In quel periodo e successivamente furono sviluppati numerosi strumenti diversi basati sull'utilizzo di percussori liberamente mobili per il trattamento ad impatto di materiali ed elementi saldati utilizzando apparecchiature pneumatiche e ad ultrasuoni. Il trattamento d'impatto più efficace viene fornito quando i percussori non sono collegati alla punta dell'attuatore ma possono muoversi liberamente tra l'attuatore e il materiale trattato. Sono mostrati gli utensili per il trattamento d'urto dei materiali e degli elementi saldati con i percussori liberamente mobili montati in un supporto. . Nel caso dei cosiddetti percussori degli elementi intermedi è necessaria una forza di soli 30 - 50 N per il trattamento dei materiali.

Vista in sezione attraverso utensili con riscontri liberamente mobili per il trattamento d'urto superficiale.

Mostra  un set standard di teste di lavoro facilmente sostituibili con percussori liberamente mobili per diverse applicazioni di UP.

 Un set di teste di lavoro intercambiabili per UP

Durante il trattamento ad ultrasuoni, il percussore oscilla nel piccolo spazio tra l'estremità del trasduttore ad ultrasuoni e il campione trattato, colpendo l'area trattata. Questo tipo di movimenti/impatti ad alta frequenza in combinazione con oscillazioni ad alta frequenza indotte nel materiale trattato è tipicamente chiamato impatto ultrasonico.

Tecnologia e attrezzature per Pallinatura ad ultrasuoni

Il trasduttore a ultrasuoni oscilla ad alta frequenza, tipicamente 20-30 kHz. Il trasduttore ultrasonico può essere basato sulla tecnologia piezoelettrica o magnetostrittiva. Qualunque sia la tecnologia utilizzata, l'estremità di uscita del trasduttore oscillerà, tipicamente con un'ampiezza di 20 – 40 mm. Durante le oscillazioni, la punta del trasduttore urterà il/i percussore/i in diverse fasi del ciclo di oscillazione. Il percussore, a sua volta, avrà un impatto sulla superficie trattata. L'impatto provoca una deformazione plastica degli strati superficiali del materiale. Questi impatti, ripetuti da centinaia a migliaia di volte al secondo, in combinazione con l'oscillazione ad alta frequenza indotta nel materiale trattato determinano una serie di effetti benefici dell'UP.

L'UP è un modo efficace per alleviare le dannose tensioni residue di trazione e introdurre benefiche tensioni residue di compressione negli strati superficiali delle parti e degli elementi saldati.

Nel miglioramento della fatica, l'effetto benefico si ottiene principalmente introducendo tensioni residue di compressione negli strati superficiali di metalli e leghe, riducendo la concentrazione delle tensioni nelle zone di punta della saldatura e migliorando le proprietà meccaniche dello strato superficiale del materiale.

 

Applicazioni industriali dell'UP

L'UP potrebbe essere applicato efficacemente per il miglioramento della resistenza alla fatica durante la produzione, la riabilitazione e la riparazione di elementi e strutture saldate. La tecnologia e le attrezzature UP sono state applicate con successo in diversi progetti industriali per la riabilitazione e la riparazione di parti ed elementi saldati. Le aree/industrie in cui UP è stato applicato con successo includono: ponti ferroviari e autostradali, attrezzature per l'edilizia, costruzioni navali, attività mineraria, automobilistica e aerospaziale.