超声波锤击工艺.doc

锤击部位:
超声波锤击处理对改善焊接残余应力状态、改善焊趾几何形状、降低应力集中、提高焊接疲劳强度有较为显著的效果。
重庆粉房湾长江大桥某些构件的重要焊缝应打磨匀顺、外观检查合格后进行超声波锤击工艺，要求锤击的结构部位包括：
a) 下弦杆槽口槽底150mmU形疲劳锤击区，见图 1；
b) 上边纵梁槽口槽底整条围焊焊缝，见图 2；
c) 下弦杆 横肋翼缘接头板焊缝端部，见图 3；

图 1

图 2

图 3
1. 一般规定
1.1锤击操作者应熟悉超声锤击设备的使用性能，并通过培训，严格按照《产品使用说明书》操作。
1.2超声波锤击工作应在焊缝外观检查、无损检验及变形修整合格、按要求进行圆弧端打磨后进行。
1.3超声波锤击前应清除焊趾熔渣、焊接飞溅等杂物，需要锤击的部位锤击前不得被潮湿或污染。
1.4超声波锤击前需在连接板圆弧端板厚方向锤击范围内的表面涂抹颜色，涂抹范围为焊缝及两侧焊趾外沿10mm宽。
1.5超声波锤击时尽量保持锤击枪与焊趾垂直，力度达到相当于俯锤时锤体自重产生的力度，且锤坑均匀覆盖焊趾和规定锤击部位。
1.6锤击部位不得出现皱叠和裂纹。
1.7 超声波锤击后，不得对被锤击部位进行磨修等扰动锤击效果的任何处理。
2. 超声锤击设备
2.1 超声波锤击设备的基本参数见表1。
表1 超声波锤击设备参数
设备型号
QC25-I
输出功率
250W15％
超声频率
20000次／秒
输入电压
AC220V10％
换能方式
压电式
振动幅度
双级放大50μm
发生器重量
8kg
转换效率
90％
锤击枪自重
5kg
外形尺寸
电源箱365×305×145 mm
锤击枪Φ94×470mm
备注：为保证设备的使用寿命，连续工作6小时后，应让设备停机休息2小时。
2.2 锤头参数见表2。

表2 超声波锤击的锤头参数
直径
硬度
材 料
Φ5
60HRC
硬质合金钢
Φ8
60HRC
硬质合金钢
2.3 工具头套参数见表3。

表3 超声波锤击的锤头工具头套参数
直径
形式
材 料
Φ5
三针*
45号钢
Φ8
单针
45号钢
备注：1）推荐采用三针头套。
2）对焊缝端头板厚方向涂抹颜色部位必须采用三针头套。
3. 锤击设备操作程序
3.1安置好超声波设备，接通电源，顺序打开超声波电源开关和超声锤击枪手柄电源开关按钮。
3.2 察看控制面板读数，调节功率旋钮，保持电压表读数在100mV左右，电流表读数在0.8A左右，以保证恰当的锤击力。
3.3 查看谐振保护灯是否熄灭。如否，调节功率旋钮直至谐振保护灯熄灭，方可工作。以保证高频机电联动设备处于匹配状态。
3.4 在所规定部位开始锤击。
3.5 锤击完成后，先关锤头开关，再关仪器开关，将仪器装入仪器箱。
4.超声波锤击工艺流程

外观检查和无损探伤
清除焊趾熔渣、飞溅
实施超声波锤击处理
锤击检查
焊　接
圆弧端打磨后上色

图4 焊接制造工艺流程
5.锤击区域
5.1 锤击部位为焊道之间内凹部位及其两侧焊趾，注意端部圆弧部位锤击区域应沿中间焊缝锤击区域向端部均匀过渡，如图5所示。

图5

5.2 锤击枪角度
根据锤击部位不同，分别将锤头对准焊趾线、焊道间内凹沟槽线、端部板厚方向涂抹颜色部位。锤头与水平板面夹角为60°～70°，见图6。

图6
5.3 锤击速度和锤击方法
锤头沿着焊趾或焊道移动最佳线速度每分钟约0.5～1米，匀速进行，每段往复处理4～5遍。对焊缝端头板厚方向无法沿着焊趾或焊道锤击的部位，应顺着钢板正反面焊趾起源处对侧面涂抹颜色部位进行平行往复满锤，锤击遍数4～5遍。
5.4 锤坑深度
锤击后锤坑深度0.1～0.2 mm，两侧焊趾和焊道间锤坑宽度≥4mm，焊趾处锤坑示意见图7。

图7

6.验收标准
锤击完成后要对锤击区域进行检查。在实际工艺处理过程中，可预制几块锤击处理过并符合要求的标准样板，让检查人员对照检查。评判标准如下：
6.1 焊趾和焊道间内凹部位
通过目测检查锤过的焊趾和内凹线部位，应出现光亮、圆滑、匀顺的凹弧沟。
6.2 焊缝端头板厚方向部位
目测检查涂抹颜色的部位应被光亮的均匀麻点覆盖。要特别注意检查钢板棱角部位。
如检查发现有漏锤区域，必须进行补锤。
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