Vysokofrekvenčný mechanický náraz (HFMI), tiež známy ako Ultrasonic Impact Treatment (UIT), je vysokofrekvenčná rázová úprava zvaru navrhnutá na zlepšenie odolnosti zváraných konštrukcií proti únave. Vo väčšine priemyselných aplikácií je tento proces tiež známy ako ultrazvukové spevnenie ).
Jedná sa o mechanické ošetrenie za studena, ktoré spočíva v údere do špičky zvaru pomocou ihly, aby sa zväčšilo jej polomer a zaviedli zvyškové tlakové napätia.
Všeobecne možno znázornený základný UP systém použiť na ošetrenie zvarenej špičky alebo zvarov a väčších povrchových plôch, ak je to potrebné.
Voľne pohyblivé úderníky
Zariadenie UP je založené na známych technických riešeniach zo 40. rokov minulého storočia, ktoré spočívajú v použití pracovných hláv s voľne pohyblivými úderníkmi na otĺkanie kladivom. V tom čase a neskôr bolo vyvinuté množstvo rôznych nástrojov založených na použití voľne pohyblivých úderníkov na rázovú úpravu materiálov a zváraných prvkov pomocou pneumatického a ultrazvukového zariadenia. Účinnejšie ošetrenie nárazom sa poskytuje, keď úderníky nie sú spojené so špičkou ovládača, ale mohli by sa voľne pohybovať medzi ovládačom a ošetrovaným materiálom. Sú zobrazené nástroje na rázovú úpravu materiálov a zváraných prvkov s voľne pohyblivými úderníkmi, ktoré sú namontované v držiaku. V prípade takzvaných medziľahlých úderníkov prvkov je na ošetrenie materiálov potrebná sila iba 30 - 50 N.
Pohľad v reze na nástroje s voľne pohyblivými úderníkmi na povrchovú úpravu nárazom.
Ukazuje štandardnú sadu ľahko vymeniteľných pracovných hláv s voľne pohyblivými úderníkmi pre rôzne aplikácie UP.
Sada vymeniteľných pracovných hláv pre UP
Počas ultrazvukového ošetrenia štrajkujúci nástroj osciluje v malej medzere medzi koncom ultrazvukového meniča a ošetreným vzorkou a zasahuje do ošetrenej oblasti. Tento druh vysokofrekvenčných pohybov / nárazov v kombinácii s vysokofrekvenčnými kmitmi indukovanými v spracovanom materiáli sa zvyčajne nazýva ultrazvukový náraz.
Technológia a vybavenie pre ultrazvukové pingovanie
Ultrazvukový menič kmitá pri vysokej frekvencii, pričom typické sú hodnoty 20 - 30 kHz. Ultrazvukový prevodník môže byť založený na piezoelektrickej alebo magnetostrikčnej technológii. Bez ohľadu na to, ktorá technológia sa použije, bude výstupný koniec prevodníka oscilovať, zvyčajne s amplitúdou 20 - 40 mm. Počas oscilácií bude hrot prevodníka ovplyvňovať úderníky v rôznych fázach oscilačného cyklu. Úderník (y) zasiahne (zasiahnu) zasiahnutý povrch. Výsledkom nárazu je plastická deformácia povrchových vrstiev materiálu. Tieto vplyvy, opakované stokrát až tisíckrát za sekundu, v kombinácii s vysokofrekvenčnými osciláciami vyvolanými v ošetrenom materiáli vedú k množstvu priaznivých účinkov UP.
UP je efektívny spôsob na zmiernenie škodlivých zvyškových napätí v ťahu a na zavedenie prospešných zvyškových tlakových napätí do povrchových vrstiev dielov a zváraných prvkov.
Pri zlepšovaní únavy sa priaznivý účinok dosahuje hlavne zavedením zvyškových tlakových napätí do povrchových vrstiev kovov a zliatin, znížením koncentrácie napätia v zónach zvarených špičiek a zlepšením mechanických vlastností povrchovej vrstvy materiálu.
Priemyselné aplikácie UP
UP by sa mohol efektívne použiť na zlepšenie únavovej životnosti pri výrobe, rehabilitácii a opravách zváraných prvkov a konštrukcií. Technológia a zariadenia UP sa úspešne uplatnili v rôznych priemyselných projektoch rehabilitácie a opravy zvarov dielov a zváraných prvkov. Medzi oblasti / odvetvia, kde sa UP úspešne uplatnila, patria: železničné a diaľničné mosty, stavebné zariadenia, stavba lodí, baníctvo, automobilový priemysel a letectvo.
Čas zverejnenia: 04. novembra 2020