[發明專利]一種導電構件裂紋修復方法及裝置

有效

• 申請號: 201910519126.2
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110125611B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 汪殿龍;胡虎安;王立偉;梁志敏;蘇孺;楊光
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B23P6/04
• 分類號: B23P6/04
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 陸林生

1.一種導電構件裂紋修復方法，其特征在于，包括：

對導電構件兩端施加電信號，在裂紋處產生焦耳熱效應和電致塑性效應使得裂紋區域軟化；其中，所述導電構件為具有導電性能的非金屬，所述電信號為高頻電脈沖信號或直流信號；

以及在施加所述電信號的同時，在所述導電構件的裂紋處施加機械能，使得裂紋周圍材料塑性填充裂紋間隙，實現對導電構件內部裂紋的修復；

所述對導電構件兩端施加電信號具體為：將高頻脈沖電源或直流電源的正負極輸出端通過同軸電纜尾端連接的夾具固定夾持于所述導電構件兩端，并控制高頻脈沖電源或直流電源輸出高頻電脈沖信號或直流信號；

所述在施加所述電信號的同時，在所述導電構件的裂紋處施加機械能具體為：控制超聲波激勵電源向超聲波轉換器提供能量產生超聲波，在超聲波轉換器的輸出端設置工具頭，將工具頭放置在上述導電構件的裂紋處，之后在施加上述電信號的同時，控制超聲波轉換器將產生的超聲波轉換成機械能并經工具頭施加于導電構件的裂紋處；

其中，在電信號為高頻電脈沖信號時，高頻脈沖電源的輸出電流大小調節至1000安培以上，超聲波頻率范圍調節為40千赫茲-100千赫茲，所述高頻電脈沖信號和機械能施加的時間控制在2毫秒-2.5秒；

所述高頻脈沖電源與所述超聲波激勵電源以一體化方式集成在同一電源設備中。

2.如權利要求1所述的導電構件裂紋修復方法，其特征在于，所述導電構件還包括具有導電性能的金屬。

3.一種導電構件裂紋修復裝置，其特征在于，包括：

電信號施加單元，用于對導電構件兩端施加電信號，在裂紋處產生焦耳熱效應和電致塑性效應使得裂紋區域軟化；所述導電構件為具有導電性能的非金屬；

機械能施加單元，用于在施加所述電信號的同時，在所述導電構件的裂紋處施加機械能，使得裂紋周圍材料塑性填充裂紋間隙，實現對導電構件內部裂紋的修復；

所述電信號施加單元包括：高頻脈沖電源或直流電源，用于產生施加于所述導電構件兩端的高頻電脈沖信號或直流信號；

所述對導電構件兩端施加電信號具體為：將高頻脈沖電源或直流電源的正負極輸出端通過同軸電纜尾端連接的夾具固定夾持于所述導電構件兩端，并控制高頻脈沖電源或直流電源輸出高頻電脈沖信號或直流信號；其中，在電信號為高頻電脈沖信號時，高頻脈沖電源的輸出電流大小調節至1000安培以上，超聲波頻率范圍調節為40千赫茲-100千赫茲，所述高頻電脈沖信號和機械能施加的時間控制在2毫秒-2.5秒；

所述機械能施加單元包括：超聲波激勵電源和超聲波轉換器，超聲波激勵電源用于向超聲波轉換器提供能量產生超聲波，超聲波轉換器用于將上述超聲波轉換成機械能；超聲波轉換器的輸出端設置有工具頭，將工具頭放置在上述導電構件的裂紋處；之后在施加上述電信號的同時，超聲波轉換器將產生的超聲波轉換成機械能并經工具頭施加于導電構件的裂紋處；

所述高頻脈沖電源與所述超聲波激勵電源以一體化方式集成在同一電源設備中。

4.如權利要求3所述的導電構件裂紋修復裝置，其特征在于，所述導電構件還包括具有導電性能的金屬。