一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法.pdf

(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CN107686884A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201710779106.X(22)申请日2017.09.01(71)申请人山西中通高技术有限责任公司地址030800山西省晋中市太谷县108国道66号(72)发明人王保东(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100代理人朱源(51)Int.Cl.C21D10/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法(57)摘要本发明属于材料焊接领域，具体涉及一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法；所述方法为沿焊缝平行运动的挤压轮的正上方设置一套产生振动冲击力的振动冲击源装置，当挤压轮沿焊缝表面平行移动时，振动冲击源装置所产生的振动冲击力、与挤压轮的挤压力同轴同向共同作用于焊缝，使焊缝局部压缩变形，实现消除焊缝残余应力；相比较原有的挤压法消除焊缝残余应力而言适用范围更广，可以消除薄板、中厚板材焊缝和较高强度焊缝的焊后残余应力；焊缝残余应力的消除或负应力的产生特别有利于焊接结构件在无有害应力作用的长期贮存和安全使用，对于船舶、车辆、火炮、弹药的焊接以及核电用各种储存和运输容器几十年的稳定使用具有重大使用价值。CN107686884ACN107686884A权利要求书1/1页1.一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，其特征在于：沿焊缝平行运动的挤压轮（2）的正上方设置一套产生振动冲击力的振动冲击源装置（1），当挤压轮（2）沿焊缝表面平行移动时，振动冲击源装置（1）所产生的振动冲击力、与挤压轮（2）的挤压力同轴同向共同作用于焊缝，使焊缝局部压缩变形，实现消除焊缝残余应力。2.根据权利要求1所述的一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，其特征在于：所述方法适用于对焊缝施加封闭式振动冲击挤压力的所有焊缝。3.根据权利要求1所述的一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，其特征在于：所述方法的工作参数为适用板厚δ≥1mm适用材质：金属焊缝挤压轮的振动冲击挤压力F=F1+F2挤压轮的挤压力F1≥5T挤压轮的冲击力F2≥100kg冲击频率H≥1Hz挤压轮的挤压速度V无极调节挤压轮的轮宽B≥5mm。4.据权利要求2所述的一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，其特征在于：所述方法适用于管状、板状焊接件的直焊缝和管状焊接件的环焊缝残余应力的消除。5.据权利要求3所述的一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，其特征在于：所述方法的适用材质为铝、铜、不锈钢以及中碳钢、合金钢焊缝。2CN107686884A说明书1/3页一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法技术领域[0001]本发明属于材料焊接领域，具体涉及一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法。背景技术[0002]金属材料的焊接过程中，由于焊接电弧对材料的瞬间加热熔化和快速冷却结晶，造成焊缝存在很大的焊后残余应力。该应力在焊缝的各个方向以拉伸为主要表现形式，对焊接结构的稳定和焊缝的力学性能有极大的破坏作用，因此，金属材料的焊接如何减小和消除焊后残余应力是焊接界始终追求的目的。[0003]消除焊缝残余应力的传统方法及其局限性如下：传统的消除焊缝残余应力的方法以加热、保温、冷却的回火方式为主。也采用机械拉伸法、时效法、振动法、挤压法等多种方式，但各有局限性。如回火方式，可以消除焊缝的大部分残余应力，但对于超大的焊接结构件无法入炉，回火法还存在焊接结构变形和表面氧化等诸多问题，多适用于精加工前的半成品处理。机械拉伸法消除残余应力效果有限，时效法消除残余应力时间过长，效果也不佳，拉伸法只适用于小件和薄件，对于较大的工件无法使用。振动法可以用于较大焊接结构件残余应力的消除，也没有明显的工件变形和表面氧化问题，但残余应力的消除最多只有30%多，基本不能很好地消除焊接结构件的残余应力。公开号为CN1190037A的专利公开了一种消除薄壁焊管焊缝残余应力的方法，该专利的挤压法可以彻底消除薄板焊缝的残余应力，甚至产生负应力，但只适用于不锈钢薄板等变形能力较强的材料焊缝，由于挤压力较小，对于厚度较大和强度较高材料焊缝挤压静压力的挤压能力和挤压效果很有限。发明内容[0004]本发明为解决现有消除焊缝残余应力的方法存在的上述各种局限性问题，提供一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法。[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种消除焊缝残余应力的振动冲击挤压方法，沿焊缝平行运动的挤压轮的正上方设置一套产生振动冲击力的振动冲击源装置，当挤压轮沿焊缝表面平行移动时，振动冲击源装置所产生的振动冲击力、与挤压轮的挤压力同轴同向共同作用于焊缝，使焊缝局部压缩变形，实现消除焊缝残余应力。[0006]所述方