专利名称：一种振动冲击和锤击装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工具，具体是一种主要用于消除焊趾处残余应力的振 动冲击和锤击装置。
背景技术：
一般较重要的焊接构件都采用高强度钢制造，随着钢材抗拉强度的提高， 其疲劳强度也相应增大。研究表明，对于焊后不做加工处理的高强度钢结构焊缝 而言，由于在焊趾处应力集中等因素的作用下，其疲劳强度并不随抗拉强度的提 高而增大,故无法体现出使用高强度钢的优越性。因此，尽管超细晶粒结构钢等 高强度钢材本身的强度和使用寿命大幅度提高，但在具体钢结构上焊接接头的 质量和性能才是制约结构强度和寿命的主要因素。只有对焊缝进行加工处理， 才能根本改善其性能。研究和实践表明，疲劳断裂是金属结构失效的主要形式， 尤其是一些受动载作用严重的重要结构。焊接接头的疲劳破坏一般起裂于焊接 接头的焊趾部位，如果能改善焊趾处疲劳裂纹的起裂性能，将有效地提高焊接结 构的疲劳强度。
用锤击焊缝的方法调节焊接接头中残余应力时，在金属表面层内产生局部 双向塑性延展，补偿焊接区的不协调应变(受拉应力区)以达到释放焊接残余 应力的目的。冲击焊趾可有效改善焊接产生的焊接缺陷，改变焊趾几何形状， 提高焊缝疲劳强度和寿命。与其它消除残余应力的方法相比，锤击法可节省能 源、降低成本、提高效率，是在施工过程中即可实现的工艺措施，并可在焊接 区表面形成一定深度的压应力区，有效地提高结构的疲劳寿命。然而，普通锤 击法噪声大、效率低、劳动强度大、可控性差且效果很不稳定。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种以稀土大磁致伸缩材料作为振 动发生元件的新型振动冲击和锤击装置，该装置可以消除焊接残余应力和提高 焊接接头疲劳强度和寿命，其结构简单，体积小、重量轻，非常具有实用性。
为解决上述技术问题，本实用新型所述的振动冲击和锤击装置包括控制器 和振动枪，其中振动枪包括外壳、线圈、磁致伸縮棒、前后偏磁器、振动质量 块、蝶簧、振动波导杆、永磁体、延长套和冲击工具；所述磁致伸縮棒设在外壳内，前后偏磁器分别安装在磁致伸縮棒的两端为磁致伸缩棒提供偏磁场，且 前偏磁器可以沿轴向往复运动；线圈在磁致伸縮棒外部沿轴向安装并通过控制 线缆与控制器连接振动质量块设置在外壳内部前侧并与前偏磁器接触跟随其 运动，蝶簧设置在振动质量块与外壳前壁面之间提供预压力，延长套后端与外 壳前端对接，用于提高冲击动能的环状永磁体设在延长套后端内，振动波导杆 安装在延长套内，其后端穿过环状永磁体并与振动质量块具有间隙，冲击工具 安装在延长套前端。
上述的前后偏磁器可以是偏磁块或偏磁线圈以适应不同的性能要求和使用 场所，采用偏磁块即永磁体时无需引入电流，当采用偏磁线圈时则需要接入电 流。
上述冲击工具可以包括冲击座和冲击针，其中冲击座固定在延长套前端， 冲击针位于冲击座内，其后端与振动波导杆接触，前端则伸出冲击座的前开孔。
本实用新型采用稀土大磁致伸縮材料作为振动发生元件，输出振幅大，输 出无须波导耦合，特有的永磁振动加速装置，使冲击强度提高了10倍，振动频 率在10KHZ到20KHZ之间高速振动，相对现有技术其噪音明显减低，效率大大提 高，更换前端的冲击工具，即可进行锤击，也可用于冲击焊趾， 一机多用。其 执行机构轻巧、可控性好、使用灵活方便、噪音小、效率高、适用性强、成本 低而且节能环保，采用本实用新型的试验表明提高疲劳强度的机理与锤击和喷 丸基本一致。
图l是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供的振动冲击和锤击装置由控制器和振动枪构成，其中控制器是 现有技术，其目的是通过调整控制枪内线圈的电流和频率的变化实现对磁致伸 缩棒振动频率及幅度的控制。振动枪如图l所示，由外壳l、线圈2、磁致伸縮棒 3、提供偏磁场的前偏磁块4和后偏磁块5、振动质量块6、提供预压力的蝶簧7 、振动波导杆8、环形永磁体9、延长套IO、冲击座11和冲击针12组成。外壳l 底部还开有将线圈2与控制器相联的控制信号输入通道13。磁致伸縮棒3的两端 分别设置前后偏磁块4、 5，该前后偏磁块也可以由偏磁线圈代替，为磁致伸缩 棒提供偏磁场，线圈2在磁致伸缩棒3外部沿轴向安装并通过控制线缆与控制器连接，振动质量块6与前偏磁块4接触，蝶簧7设置在振动质量块6上，振动质量 块6设置在外壳1内部的前端，并装入前端的孔中，外壳l的前端还设置了大小两 凹台，大凹台与延长套10的后端连接，延长套10的后端面上也设置一凹台，环 状永磁体9放置在延长套10后端面的凹台内，振动波导杆8的后端放置在外壳1 前端面的小凹台内，杠部穿过延长套10伸出，可直接用来锤击焊缝；延长套IO 的前端可与冲击针座ll连接，冲击针12设置在冲击针座11内，可用来冲击焊趾 。振动枪也可固定在自动运动装置上实现机械操作，可有效提高工作效率和减 低工作强度。
本发明的工作原理是控制器将高频信号输入振动枪，振动枪内的线圈2产
生高频磁场，随着磁场的变化，磁致伸缩棒3产生高频的大振幅振动，振动通过 振动质量块6输出，在锤击和冲击时，振动波导杆8被顶起，与振动质量块6接触， 振动波导杆6是根据波导方程设计的特殊工具，在振动的激励下产生自激振荡， 振动波导杆6是铁磁性材料制成，由于其下方的环形永磁体9的吸引，在振动过 程中振动波导杆6可获得较大的冲击动能，使锤击力和冲击力显著提高。
权利要求1、一种振动冲击和锤击装置，其特征是它包括控制器和振动枪，其中振动枪包括外壳、线圈、磁致伸缩棒、前后偏磁器、振动质量块、蝶簧、振动波导杆、永磁体、延长套和冲击工具；所述磁致伸缩棒设在外壳内，前后偏磁器分别安装在磁致伸缩棒的两端为磁致伸缩棒提供偏磁场，且前偏磁器可以沿轴向往复运动；线圈在磁致伸缩棒外部沿轴向安装并通过控制线缆与控制器连接；振动质量块设置在外壳内部前侧并与前偏磁器接触跟随其运动，蝶簧设置在振动质量块与外壳前壁面之间提供预压力，延长套后端与外壳前端对接，用于提高冲击动能的环状永磁体设在延长套后端内，振动波导杆安装在延长套内，其后端穿过环状永磁体并与振动质量块具有间隙，冲击工具安装在延长套前端。
2、 根据权利要求l所述的振动冲击和锤击装置，其特征是前后偏磁器为 偏磁块或偏磁线圈。
3、 根据权利要求1或2所述的振动冲击和锤击装置，其特征是所述冲击工 具包括冲击座和冲击针，冲击座固定在延长套前端，冲击针位于冲击座内，冲 击针后端与振动波导杆接触，前端则伸出冲击座的前开孔。
专利摘要本实用新型公开了一种振动冲击和锤击装置，它包括控制器和振动枪，振动枪中的磁致伸缩棒设在外壳内，前后偏磁器安装在磁致伸缩棒两端，线圈在磁致伸缩棒外部并与控制器连接；振动质量块与前偏磁器接触跟随其运动，延长套后端与外壳前端对接，环状永磁体设在延长套后端内，振动波导杆安装在延长套内，其后端穿过环状永磁体并与振动质量块具有间隙，冲击工具安装在延长套前端。本实用新型采用稀土大磁致伸缩材料作为振动发生元件，输出振幅大，输出无须波导耦合，特有的永磁振动加速装置，使冲击强度提高了10倍，振动频率在10KHz到20KHz之间高速振动，相对现有技术其噪音明显减低，效率大大提高，并可一机多用。
文档编号C21D10/00GK201148454SQ20082003124
公开日2008年11月12日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者郝俊山 申请人:郝俊山