[發(fā)明專利]基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410100206.1
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103834794A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 徐春廣;宋文濤;潘勤學;肖定國;李驍;靳鑫;李煥新;劉帥
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發(fā)明設計了一種調(diào)控殘余應力的裝置，特別是涉及一種基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置。

二、背景技術

殘余應力的影響一般是有害的，如在殘余應力、工作溫度及工作介質(zhì)的共同作用下，構件的抗疲勞強度、抗脆斷能力、抗應力腐蝕開裂及形狀尺寸的穩(wěn)定性都將大大下降。同時，在構件表面積聚的殘余應力會使構件表面形成表面裂紋或近表面裂紋，這種隱藏在構件近表面的缺陷往往是導致斷裂的起點，更具隱蔽性和危險性。因此，有效控制構件中的殘余應力是制造與工程科學領域的一項重要課題。

目前，較新的調(diào)控殘余應力的技術有超聲沖擊法、電擊法、磁脈沖法等。如，專利：（李斌,劉志強.一種超聲沖擊消除焊接中殘余應力的方法及其應用[P].申請?zhí)?201010593757.8,2010.）涉及了一種消除殘余應力的超聲沖擊裝置。專利：（何聞,鄭建毅,等.用電擊時效法消除材料內(nèi)部殘余應力的方法[P].申請?zhí)?200710156921.7,2007.）公開了一種用電擊時效法消除材料內(nèi)部殘余應力的方法和系統(tǒng)。專利：（蔡志鵬.一種降低鐵磁性金屬材料殘余應力的方法[P].申請?zhí)?200910024032.4,2009.）提到了一種通過脈沖電流和脈沖磁場處理鐵磁性金屬材料的新方法。以上3個專利所提到的方法都有共同的不足之處，即無法準確及時的獲取到調(diào)控狀態(tài)下構件的殘余應力值，而此時的殘余應力值對調(diào)控裝置的參數(shù)選取、調(diào)控實際效果是極為重要的。

利用基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置可以克服以上不足之處，該裝置能在高能聲磁束改善殘余應力狀態(tài)的同時，獲取到構件殘余應力的大小信息，從而更好的指導殘余應力的調(diào)控過程，達到更明顯的調(diào)控效果。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無需停止調(diào)控過程就可實時得到焊接構件殘余應力值，從而達到更好的殘余應力調(diào)控效果的基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，在高能超聲激勵器與高能磁場激勵器裝配的間隙處，安裝一對殘余應力的超聲臨界折射縱波檢測傳感器，該傳感器內(nèi)部包括聲楔塊、檢測換能器、溫度傳感器、耦合劑等，可以在調(diào)控狀態(tài)下實時的檢測出兩傳感器間距處一定深度內(nèi)殘余應力值。

四、附圖說明

圖1基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置工作原理圖

圖2基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置內(nèi)部組裝圖

附圖說明：高能磁場激勵器1，LCR波信號方向2，高能超聲激勵方向3，磁感應方向4，焊接鋼板5，殘余應力檢測傳感器6，高能超聲激勵器7。

五、具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明：

如圖1所示，基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置主要包括高能超聲激勵器7、高能磁場激勵器1、殘余應力檢測傳感器6等。高能超聲激勵器7用于產(chǎn)生高能超聲波，高能超聲激勵方向3為垂直于構件表面，對深度方向的殘余應力產(chǎn)生影響。高能磁場激勵器1用于產(chǎn)生高能磁場，磁感應方向4為沿構件表面，對平行于表面的殘余應力產(chǎn)生影響。

殘余應力檢測傳感器6位于高能超聲激勵器7兩邊，其原理是基于超聲臨界折射縱波檢測法，采用一發(fā)一收模式，LCR波信號方向2平行于構件表面。殘余應力檢測傳感器6內(nèi)部包括聲楔塊、檢測換能器、溫度傳感器、耦合劑等，利用殘余應力檢測傳感器7可以檢測出兩傳感器間距處一定深度內(nèi)（與傳感器所選檢測換能器的頻率有關）殘余應力值。殘余應力檢測傳感器6與高能超聲激勵器7通過環(huán)氧樹脂粘接在一個固連體內(nèi)，固連體通過過盈配合嵌在高能磁場激勵器1內(nèi)部。

圖2為基于聲磁耦合激勵的反饋式殘余應力定量調(diào)控裝置內(nèi)部組裝圖，高能超聲激勵器7的尺寸為：直徑30～80mm，高50～150mm，其高度應低于高能磁場激勵器1的內(nèi)部高度，從而防止裝配時發(fā)生干涉。殘余應力檢測傳感器6的尺寸為：長15～35mm，寬10～30mm，高10～30mm，間距為20～50mm，其應與高能磁場激勵器1的內(nèi)壁保持一定距離，用于騰出引線所需的空間。高能磁場激勵器1的尺寸為：長100～300mm，寬50～200mm，高100～200mm，厚10～50mm。