一種便攜式超聲波沖擊槍的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通用型超聲波沖擊設備，它是一種便攜式超聲波沖擊槍，適用于解決在材料焊接接口有害殘余應力的消除和有益應力的施加的問題。
【背景技術】
[0002]目前，已有的超聲波沖擊設備，主要有超聲波驅動電源、壓電陶瓷換能器、變幅桿、工具頭和沖擊槍殼體構成，這種設備的壓電陶瓷換能器通過壓緊環固定在沖擊殼體內，壓電陶瓷換能器工作端通過變幅桿將振幅放大和傳遞，作用在工具頭上，壓電陶瓷換能器通過信號電纜線連接超聲波驅動電源，使工具頭高速撞擊焊縫區，工具頭受到反作用力返回，反復作用，完成沖擊作業，它在長期作業下，因工作環境、使用時間等原因，使設備的溫度升高，從而導致換能器因溫度高而使頻率變化，發生器報警，或直接導致設備過熱損壞，即使在這種設備的后面裝有風扇降溫，很多時候也起不到應有的效果。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服現有技術對于換能器因冷卻不足而受到使用時間、使用環境等諸多條件限制的缺點，提供一種不但能解決換能器因溫度過高產生的一系列問題，還能擴展使用范圍，提高生產效率的一種便攜式超聲波沖擊槍。
[0004]本發明解決技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種便攜式超聲波沖擊槍，主要由壓電陶瓷換能器、1/4波長變幅桿、半波長變幅桿、沖擊墊片、工具頭、把手、進氣后蓋、沖擊槍外殼、沖擊槍中筒、鎖緊螺母、沖擊套組成，其壓電陶瓷換能器通過高強螺絲與1/4波長變幅桿連接，1/4波長變幅桿的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿的大端，半波長變幅桿的小端設置有一硬質合金的沖擊墊片，沖擊墊片與半波長變幅桿的連接為浮動連接，在沖擊墊片的上端設置有與其上端面垂直且與其浮動連接的工具頭，工具頭為針狀的桿體，壓電陶瓷換能器、1/4波長變幅桿、半波長變幅桿、沖擊墊片和工具頭組成沖擊槍內體，沖擊槍內體套裝于由沖擊槍外殼、沖擊槍中筒和沖擊套組成的沖擊槍外筒體內，所述的沖擊槍外筒體的沖擊槍外殼的上部通過螺栓與沖擊槍中筒連接在一起，在沖擊槍中筒的上端安裝有沖擊套，沖擊套通過鎖緊螺母與沖擊槍中筒連接在一起，在沖擊套上設置有套裝工具頭的工具頭穩固導向孔，工具頭的外表面與工具頭穩固導向孔的孔壁為過度配合，在沖擊槍外殼的下端通過壓緊環將壓電陶瓷換能器固定在沖擊槍外筒體的內腔，在沖擊槍外殼的下端通過螺絲固定有封裝沖擊槍內體的進氣后蓋，在進氣后蓋上設置有對設備進行冷卻的進氣孔，把手通過螺絲固定在沖擊槍外殼上，在沖擊槍外殼的側面設置有通過電纜線與超聲波驅動電源連接的信號電纜線接入口。
[0006]本發明解決技術問題所采用的技術方案還可以是:
[0007]本發明所述的工具頭為一根針狀的桿體或者是為兩根、三根、五根平行設置或七針成梅花狀設置的針狀的桿體。
[0008]本發明的結構特點和工作原理如下:
[0009]本發明的結構特點:壓電陶瓷換能器與1/4波長變幅桿通過螺栓連接，在1/4波長變幅桿端段接有半波長變幅桿起進一步的放大作用，將換能器發出的振幅進一步大放大，適合設備的沖擊使用，在半波長變幅桿的前端有一承載和傳遞超聲波沖擊的硬質合金墊片，而前端的工具頭是采用優質的合金鋼制作而成，壓電陶瓷換能器是通過緊固環固定在沖擊槍外殼內，沖擊槍中筒通過緊固螺栓將其固定在沖擊槍外殼一端，沖擊槍套則是通過鎖緊螺母與沖擊槍中筒連接，位工具頭起導向作用，沖擊槍外殼的后端有有通氣后蓋，通氣后蓋有一進氣口和一開關位置，進氣口是直接通過管連接空氣壓縮機，起到對設備冷卻降溫的作用，方便空氣的流通對設備進行冷卻，在沖擊槍外殼一側留有信號電纜線接入口，一邊連接超聲波驅動電源，一邊連接壓電陶瓷換能器，在沖擊槍外殼后端裝有把手，方便工作和攜帶，不但持續工作時間長，且滿足在高溫條件下工作的需求。
[0010]利用本發明超聲沖擊設備對主要應用于航天、船舶、火車和軍工等方面，不但使用方便不受工件材質、形狀、結構、厚度、重量、場地的限制，特別是在施工現場、焊接過程和焊接修復時用于消除焊接應力更顯靈活方便。
[0011]本發明的加工原理:殘余應力是物體發生塑性變形后微觀晶粒產生錯位和畸形的結果，這事物體的內能除錯位能外，還有錯位組態能，彈性性能，總能較高，從熱力學角度來看是不穩定的，超聲沖擊技術是一種高效的消除部件表面或焊縫區有害殘余拉應力，引進有益壓應力的方法，超聲沖擊設備利用大功率的能量推動沖擊頭以每秒數萬次以上的高頻振動沖擊金屬物體表面，高頻、高效和聚焦下的大能量是金屬表面產生較大的壓縮塑性變形，同時超聲沖擊改變了原有的應力場，產生有益的壓應力，高能量沖擊下，金屬表面溫度急速升高又迅速冷卻，使作用區表層金屬組織發生變化，沖擊部位得以強化。
[0012]本發明的有益效果:
[0013]1.功率高，沖擊效果好，可長時間持續工作；
[0014]2.可靠性高，穩定性好，使用壽命長；
[0015]3.重量輕，便于攜帶；
[0016]4.提高工件的疲勞強度；
[0017]5.操作方便，設計精良，使用廣泛；
[0018]6.環保節能，降低成本；
[0019]本發明的應用效果:
[0020]1.使金屬焊縫的表面層內的殘余拉伸應力變為壓應力，從而大幅度提高金屬結構的疲勞壽命
[0021]2.改變表面層內的金屬晶體結構，使之產生塑性變形層，從而使金屬表面層的強度和硬度都有顯著的提高
[0022]3.改善焊趾的幾何形狀，降低應力集中
[0023]4.改善焊接應力場，明顯減少焊接變形，提高工件尺寸的穩定性
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明沖擊槍內體的結構示意圖。
[0026]其中，1.壓電陶瓷換能器，2.1/4波長變幅桿，3.半波長變幅桿，4.沖擊墊片，5.工具頭，6.把手，7.進氣后蓋，8.沖擊槍外殼，9.沖擊槍中筒，10.鎖緊螺母，11.沖擊槍套。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明做進一步的說明
[0028]圖1和圖2所示:一種便攜式超聲波沖擊槍，包括壓電陶瓷換能器1，壓電陶瓷換能器I通過高強螺絲與1/4波長變幅桿2連接，1/4波長變幅桿2的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿3的大端，半波長變幅桿3的小端有一硬質合金加工而成的沖擊墊片4，起到承受和傳遞沖擊的作用，將能量傳遞到前端工具頭5上，沖擊套11在設備的前端對工具頭5起導向作用，沖擊套11通過鎖緊螺母10與沖擊槍中筒9連接在一起，沖擊槍中筒9通過螺絲固定連接沖擊槍外殼8連接，壓電陶瓷換能器I通過壓緊環固定在沖擊槍外殼的內部，在沖擊槍外殼8的后端通過螺絲將進氣后蓋7固定，可以對設備進行冷卻，把手6通過螺絲固定在沖擊槍外殼8上，在攜帶和使用時方便便利，沖擊槍外殼8的側面留有信號電纜線接入口，通過電纜線與超聲波驅動電源連接，實現設備的沖擊作業。
【主權項】
1.一種便攜式超聲波沖擊槍，主要由壓電陶瓷換能器(I)、1/4波長變幅桿(2)、半波長變幅桿(3)、沖擊墊片(4)、工具頭(5)、把手(6)、進氣后蓋(7)、沖擊槍外殼(8)、沖擊槍中筒(9)、鎖緊螺母(10)、沖擊套(11)組成，其特征在于:壓電陶瓷換能器(I)通過高強螺絲與1/4波長變幅桿(2)連接，1/4波長變幅桿(2)的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿(3)的大端，半波長變幅桿(3)的小端設置有一硬質合金的沖擊墊片(4)，沖擊墊片(4)與半波長變幅桿(3)的連接為浮動連接，在沖擊墊片(4)的上端設置有與其上端面垂直且與其浮動連接的工具頭(5)，工具頭(5)為針狀的桿體，壓電陶瓷換能器(1)、1/4波長變幅桿(2)、半波長變幅桿(3)、沖擊墊片⑷和工具頭(5)組成沖擊槍內體，沖擊槍內體套裝于由沖擊槍外殼(8)、沖擊槍中筒(9)和沖擊套(11)組成的沖擊槍外筒體內，所述的沖擊槍外筒體的沖擊槍外殼(8)的上部通過螺栓與沖擊槍中筒(9)連接在一起，在沖擊槍中筒(9)的上端安裝有沖擊套(11)，沖擊套(11)通過鎖緊螺母(10)與沖擊槍中筒(9)連接在一起，在沖擊套(11)上設置有套裝工具頭(5)的工具頭穩固導向孔，工具頭(5)的外表面與工具頭穩固導向孔的孔壁為過度配合，在沖擊槍外殼(8)的下端通過壓緊環將壓電陶瓷換能器(I)固定在沖擊槍外筒體的內腔，在沖擊槍外殼(8)的下端通過螺絲固定有封裝沖擊槍內體的進氣后蓋(7)，在進氣后蓋(7)上設置有對設備進行冷卻的進氣孔，把手(6)通過螺絲固定在沖擊槍外殼(8)上，在沖擊槍外殼(8)的側面設置有通過電纜線與超聲波驅動電源連接的信號電纜線接入口。2.根據權利要求1所述的一種便攜式超聲波沖擊槍，其特征在于:所述的工具頭(5)為一根針狀的桿體或者是為兩根、三根、五根平行設置或七針成梅花狀設置的針狀的桿體。
【專利摘要】本發明公開了一種便攜式超聲波沖擊槍，主要由壓電陶瓷換能器、1/4波長變幅桿、工具頭、把手、沖擊槍外殼組成，其壓電陶瓷換能器通過高強螺絲與1/4波長變幅桿連接，1/4波長變幅桿的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿的大端，半波長變幅桿的小端設置有一硬質合金的沖擊墊片，在沖擊墊片的上端設置有與其上端面垂直且與其浮動連接的工具頭，沖擊槍內體套裝于由沖擊槍外殼、沖擊槍中筒和沖擊套組成的沖擊槍外筒體內，在沖擊槍外殼的側面設置有通過電纜線與超聲波驅動電源連接的信號電纜線接入口。它具有執行機構體積小、重量輕、噪音極小、耗能低、使用廣泛、操作方便靈活、易于實施，可有效降低成本，提高生產效率的優點。
【IPC分類】C21D10/00, C21D9/50
【公開號】CN104962724
【申請號】CN201510336750
【發明人】耿蕊
【申請人】邯鄲市海拓機械科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月12日