Czy rozumiesz zabieg ultradźwiękowy?

Czy rozumiesz  zabieg ultradźwiękowy? ?

 

 Uderzenia mechaniczne wysokiej częstotliwości  ( HFMI), znane również jako Ultradźwiękowa obróbka udarowa  ( UIT) to obróbka udarowa spoiny o wysokiej częstotliwości, zaprojektowana w celu poprawy odporności zmęczeniowej konstrukcji spawanych. W większości zastosowań przemysłowych proces ten jest również znany jako śrutowanie ultradźwiękowe (UP)..

Jest to obróbka mechaniczna na zimno, która polega na uderzaniu igłą w czoło spoiny w celu powiększenia jej promienia i wprowadzenia szczątkowych naprężeń ściskających. 

    Ogólnie rzecz biorąc, pokazany podstawowy system UP  może być stosowany w razie potrzeby do obróbki czubków spoin lub spoin i większych powierzchni.

Podstawowy system śrutowania ultradźwiękowego do poprawy trwałości zmęczeniowej elementów i konstrukcji spawanych

Swobodnie ruchome napastniki

Urządzenia UP opierają się na znanych z lat 40-tych ubiegłego wieku rozwiązaniach technicznych wykorzystania głowic roboczych ze swobodnie ruchomymi wybijakami do kucia udarowego. W tym czasie i później opracowano szereg różnych narzędzi, opartych na wykorzystaniu swobodnie ruchomych wybijaków, do obróbki udarowej materiałów i elementów spawanych za pomocą urządzeń pneumatycznych i ultradźwiękowych. Bardziej skuteczna obróbka udarowa jest zapewniona, gdy wybijaki nie są połączone z końcówką siłownika, ale mogą swobodnie poruszać się pomiędzy siłownikiem a obrabianym materiałem. Pokazano narzędzia do obróbki udarowej materiałów i elementów spawanych ze swobodnie ruchomymi wybijakami zamontowanymi w uchwycie. . W przypadku tzw. elementu pośredniego-ubijaka do obróbki materiałów wymagana jest siła zaledwie 30 - 50 N.

Przekrój przez narzędzia ze swobodnie ruchomymi zaczepami do obróbki powierzchniowej metodą udarową.

Pokazuje  standardowy zestaw łatwo wymiennych głowic roboczych ze swobodnie ruchomymi zaczepami do różnych zastosowań UP.

 Zestaw wymiennych głowic roboczych do UP

Podczas obróbki ultradźwiękowej igła oscyluje w małej szczelinie pomiędzy końcem przetwornika ultradźwiękowego a leczoną próbką, uderzając w leczony obszar. Tego rodzaju ruchy/uderzenia o wysokiej częstotliwości w połączeniu z oscylacjami o wysokiej częstotliwości indukowanymi w obrabianym materiale są zwykle nazywane uderzeniami ultradźwiękowymi.

Technologia i sprzęt dla Peering ultradźwiękowy

Przetwornik ultradźwiękowy oscyluje z dużą częstotliwością, typowo 20-30 kHz. Przetwornik ultradźwiękowy może być oparty na technologii piezoelektrycznej lub magnetostrykcyjnej. Niezależnie od zastosowanej technologii, końcówka wyjściowa przetwornika będzie oscylować, zazwyczaj z amplitudą 20 – 40 mm. Podczas oscylacji końcówka przetwornika będzie uderzać w uderzacz(y) na różnych etapach cyklu oscylacji. Z kolei napastnik(i) uderzy w obrabianą powierzchnię. W wyniku uderzenia dochodzi do odkształceń plastycznych wierzchnich warstw materiału. Uderzenia te, powtarzane setki do tysięcy razy na sekundę, w połączeniu z oscylacjami o wysokiej częstotliwości indukowanymi w obrabianym materiale, dają szereg korzystnych efektów UP.

UP jest skutecznym sposobem na pozbycie się szkodliwych naprężeń własnych rozciągających i wprowadzenie korzystnych naprężeń ściskających w warstwach wierzchnich części i elementów spawanych.

W poprawie zmęczenia korzystny efekt osiąga się głównie poprzez wprowadzenie naprężeń własnych ściskających w powierzchniowe warstwy metali i stopów, zmniejszenie koncentracji naprężeń w strefach czołowych spoin oraz poprawę właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej materiału.

 

Zastosowania przemysłowe UP

UP można skutecznie zastosować do poprawy trwałości zmęczeniowej podczas produkcji, renowacji i naprawy elementów i konstrukcji spawanych. Technologia i sprzęt UP zostały z powodzeniem zastosowane w różnych projektach przemysłowych w zakresie renowacji i napraw spawalniczych części i elementów spawanych. Obszary/branże, w których UP został pomyślnie zastosowany, obejmują: mosty kolejowe i autostradowe, sprzęt budowlany, przemysł stoczniowy, górnictwo, motoryzacja i przemysł lotniczy.