超声冲击强化轴类零件焊缝的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声冲击强化轴类零件焊缝的装置及其方法，用于各种汽车零部件及其焊缝强化，尤其是传动轴、半轴等轴类连接方式的零部件的焊缝强化。
【背景技术】
[0002]汽车工业是扩大内需、支持未来经济增长的重要力量，具有产业关联度高、规模效益明显、资金和技术密集等特点。而汽车零部件作为汽车工业的基础，是支撑汽车工业持续健康发展的必要因素。特别是当前汽车行业正在轰轰烈烈、如火如荼开展的自主开发与创新，更需要一个强大的零部件体系作支撑。但是目前我国零部件发展仍然落后，汽车零部件工业的投资力度不足，具有国际竞争力的产品少，是目前汽车工业存在的主要问题之一。
[0003]轴类零件是汽车传动系统中传递动力的重要部件，作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力，因此动平衡是至关重要的。这就对连接杆之间的连接情况有着高要求，传统的连接方式是采用摩擦焊和气保焊，仅满足了基本使用、硬度、应力、抗扭强度等力学性基本能达到要求。
[0004]超声冲击处理是一种比较理想的强化轴类零件焊接焊缝以消除残余拉应力、提高其力学性能的方法。超声冲击作用后材料形成一定深度的塑性变形层，细化晶粒，均匀凝固组织。同时在材料中消除残余应力，引入一定的压应力，从而减少缺陷的产生，提高材料的力学性能。超声冲击对材料的强化作用属于形变强化，能够细化组织、消除残余应力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种超声冲击强化轴类零件焊缝的装置及其方法。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
[0007]超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，特点是:包括支撑架机构、超声冲击枪、右中空轴旋转平台、左中空轴旋转平台、AC伺服马达和计算机，超声冲击枪与可拆卸可移动滑块安装于一起，并置于滑槽上且可沿滑槽左右移动，装配有可拆卸可移动滑块的滑槽固定于支撑架机构的顶层支撑横梁上，左中空轴旋转平台由支撑架机构的第二层左端可伸缩支撑横梁与移动平台定位，并通过转动手柄的转动实现三者的左右移动，右中空轴旋转平台由支撑架机构的第二层右端固定支撑横梁与固定平台定位，AC伺服电机固定于移动平台上，其转动轴与左中空轴旋转平台通过弹性联轴器相连，移动平台置于导轨上并可沿导轨移动，导轨安装于支撑架机构的底座上，轴类工件通过弹性联轴器与右中空轴旋转平台、左中空轴旋转平台相连。
[0008]进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述支撑架机构通过其底座上的螺栓孔由紧固螺栓固定于水平面上。
[0009]更进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述装配有可拆卸可移动滑块的滑槽通过紧固螺钉固定于支撑架机构的顶层支撑横梁上。
[0010]更进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述右中空轴旋转平台与左中空轴旋转平台同轴。
[0011]更进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述超声冲击枪为冲击频率15?20KHZ、输出功率500W、输出振幅10um的超声冲击枪。
[0012]更进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述超声冲击枪的冲击针头数目为I?3个，直径为3?4_，硬度高于HRC55。
[0013]再进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述AC伺服马达额定转速为1000r/mm，力矩为0.25?2.8N.m，传动轴工件角速度小于0.25rad/s。
[0014]再进一步地，上述的超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，其中，所述右中空轴旋转平台和左中空轴旋转平台的减速比为250。
[0015]本发明超声冲击强化轴类零件焊缝的方法，轴类工件通过右中空轴旋转平台、左中空轴旋转平台定位夹紧，并保证同轴定位精度，AC伺服马达与左中空轴旋转平台相配合并带动其传动轴转动，超声冲击枪垂直位于轴类工件的待冲击焊缝区域，冲击针头冲击焊缝及热影响区，强化轴类零件焊接焊缝及热影响区。
[0016]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
[0017]①本发明超声冲击枪垂直位于待冲击焊缝区域，冲击针头以一定冲击处理速度冲击焊缝及热影响区，有效强化轴类零件焊接焊缝及热影响区，消除残余应力，提高疲劳性能，适合于轴类零件及其焊接焊缝处的强化；
[0018]②由于可以控制量化的处理工艺参数从而可以无限次的重复，对轴类零件焊接焊缝处准确的冲击强化处理，提高焊缝处力学性能；可以有针对性和选择性对不适合进行热处理工件的局部焊缝进行处理，不同于热处理必须对整个焊接构件进行处理；
[0019]③可以对不同长度尺寸的轴类及其焊接焊缝处进行冲击强化处理；无污染、工艺适用范围广，并且超声冲击处理效率高，装置相对简洁，限制较少，适用于各种汽车零部件及其焊缝处的冲击强化处理。
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
[0021]图1:本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明提出一种超声冲击强化轴类零件焊缝的方法及装置，采用超声冲击强化处理轴类零件焊接焊缝，在金属表面纳米晶化、降低焊接结构件残余应力等方面，效果较好。
[0023]如图1所示，超声冲击强化轴类零件焊缝的装置，包括支撑架机构1、超声冲击枪2、右中空轴旋转平台3、左中空轴旋转平台4、AC伺服马达5和计算机17，支撑架机构I通过底座上的螺栓孔15在紧固螺栓的作用下安置在水平地面以保证整个系统加工稳定性，超声冲击枪2与可拆卸可移动滑块7安装于一起，置于滑槽6上可沿滑槽6左右移动，进行零件不同位置的冲击处理，通过紧固螺钉8固定于支撑架机构I的顶层支撑横梁上，保证超声冲击枪2工作时的稳定，左中空轴旋转平台4由支撑架机构I的第二层左端可伸缩支撑横梁9与移动平台14定位，并通过转动手柄13的转动实现三者的左右移动，实现不同长度尺寸工件的冲击处理，右中空轴旋转平台3由支撑架机构I的第二层右端固定支撑横梁10与固定平台11定位，保证右中空轴旋转平台3、左中空轴旋转平台4的同轴精度，AC伺服电机5通过底部螺栓固定于与移动平台14上，其转动轴与左中空轴旋转平台4通过弹性联轴器相连，移动平台14置于导轨16上并可以沿导轨16移动，轴类工件12通过弹性联轴器与右中空轴旋转平台3、左中空轴旋转平台4相连。
[0024]待冲击强化区域为焊缝及热影响区，待冲击区域宽度约为6_。其中:超声冲击枪冲击针头数目为I?3个，直径为3?4_，硬度至少高于HRC55 ;超声冲击枪2的具体参数为:冲击频率15?20KHz，输出功率500W，输出振幅lOOum，冷却方式为风冷，电压:AC，220V，50Hz，针