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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113278788A(43)申请公布日2021.08.20(21)申请号202110513832.3(22)申请日2021.05.11(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人张以都陈曙光吴琼高瀚君胡德友孙宏波(51)Int.Cl.C21D9/50(2006.01)C21D10/00(2006.01)C21D1/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于焊缝残余应力消除的复合装置及方法(57)摘要本发明提出一种用于焊缝残余应力消除的复合装置和方法,包括:支撑架、移动轮、超声冲击枪、调高螺栓、缓冲弹簧、热风枪、热风枪支架、加热组件、温度传感器、控制箱;支撑架由四个移动轮支撑,超声冲击枪通过安装有缓冲弹簧的调高螺栓固定于支撑架上,用于加热焊缝的保温箱和用于防止热量散失过快的热风枪设置在超声冲击枪的两侧。保温箱包括加热片、隔热层及温度传感器;超声冲击枪、热风枪、温度传感器以及加热片分别与控制箱连接。整个装置结构简单,焊接残余应力更容易且有效的消除,极大降低残余应力释放带来的样件变形。CN113278788ACN113278788A权利要求书1/1页1.一种用于焊缝残余应力消除的复合装置,其特征在于,包括:支撑架(1)、超声冲击枪(2)、调高螺栓(3)、缓冲弹簧(4)、热风枪支架(5)、热风枪(6)、加热组件(7)、温度传感器(8)、控制箱(9)、移动轮(10);所述支撑架(1)是桥形结构,由所述四个移动轮(10)支撑,所述超声冲击枪(2)设置于所述支撑架(1)的下方,所述超声冲击枪(2)和所述支撑架(1)之间由两个所述调高螺栓(3)连结,所述缓冲弹簧(4)同心设置于调高螺栓(3)上,热风枪支架(5)和所述加热组件(7)分别设置在所述超声冲击枪(2)的两侧,所述热风枪(6)设置在所述热风枪支架(5)上,由四个螺钉固定,所述加热组件(7)设置在所述支撑架(1)的筋板上;所述加热片(7‑3)设置在所述箱体(7‑1)内部侧面,所述加热片(7‑3)与所述箱体(7‑1)之间设有所述隔热层(7‑2);所述温度传感器(8)设置在所述加热组件(7)内部靠近两端面处,两个所述温度传感器(8)呈对称分布;所述超声冲击枪(2)、所述热风枪(6)、所述加热组件(7)以及所述温度传感器(8)分别与所述控制箱(9)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于焊缝残余应力消除的复合装置,其特征在于所述超声冲击枪(2)、所述的热风枪(6)以及所述的加热组件(7)轴线位于同一平面。3.根据权利要求1所述的一种用于焊缝残余应力消除的复合装置,其特征在于,所述箱体(7‑1)和所述隔热层(7‑2)上端分别设有三个孔,其中,中间孔用于所述加热片的电线通过,两端孔用于安装所述温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种用于焊缝残余应力消除的复合装置,其特征在于,所述的加热片(7‑3)和热风枪(6)的工作范围为零下20—300℃。5.一种用于焊缝残余应力消除的复合方法,基于权力要求1所述的装置,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:首先通过残余应力检测设备检测焊缝处的残余应力场;步骤二:根据焊接材料以及步骤一所测试的焊缝处的残余应力场选定合适的加热温度和冲击频率,确保由冲击头提供的动应力与残余应力的叠加值能够超过所选定温度下的焊接材料的屈服强度;步骤三:将焊缝对准所述超声冲击枪(2)的冲击头和所述热风枪(6)的轴线放置;步骤四、调整加热组件(7)的高度,直至覆盖住焊缝;步骤五、打开控制箱,设置温度为选定值,打开温控系统开关,使热风枪(6)、加热组件(7)的加热片(7‑3)和温度传感器(8)开始工作,直至升温至所设定温度;步骤六、通过控制箱(9)打开超声冲击枪(2)的开关,使超声冲击枪(2)开始工作;步骤七、手扶支撑架(1)两侧面的把手,移动整个装置进行应力消除操作,移动速度要保证控制箱(9)显示面板处的两温度传感器(8)的温度显示差值小于10℃。2CN113278788A说明书1/3页一种用于焊缝残余应力消除的复合装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于焊缝残余应力消除的复合装置及方法,属于焊接应力消除技术领域。背景技术[0002]随着我国航天领域的发展,对航天运载器运载能力的要求逐渐提高。因此,运载器的尺寸也越来越大,相应的,其各级零部件的尺寸也逐渐增加。综合考虑成本和技术水平,焊接是仍是大尺寸运载器零部件的常用技术手段。焊接时,热源附近材料受到不均匀的局部热效应,焊接过程中材料发生复杂的冶金过程,进而造成焊接结构,尤其是焊缝处存在较大的残余应力。残余应力的存在,会导致焊接件的承载能力、抗应力腐蚀能力以及疲劳寿命的下降,增加脆性断