用于汽車及軌道車輛鋁合金焊接殘余應(yīng)力消除的換能器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于汽車及軌道車輛鋁合金焊接殘余應(yīng)力消除的換能器，屬于超聲波換能器。前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板通過螺釘順序固定連接，后蓋板為長圓柱形，其前端上與針狀超聲沖擊頭固定連接，所述前蓋板、連接蓋板和后蓋板的材質(zhì)均為鋁合金，所述前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板均置于殼體內(nèi)，針狀超聲沖擊頭工作端位于殼體外部。優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)新穎，換能器具有兩組壓電陶瓷片，兩組的工作頻率不同，可根據(jù)情況選擇工作頻率，復(fù)合式的換能器應(yīng)用范圍更為廣泛。
【專利說明】
用于汽車及軌道車輛鋁合金焊接殘余應(yīng)力消除的換能器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超聲波換能器，特別是一種用于殘余應(yīng)力消除的超聲波換能器。

【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料具有良好的耐腐蝕性能，目前大多數(shù)汽車及軌道車輛都采用鋁合金材料作為車身材料，這樣就存在鋁合金材料在焊接時(shí)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的問題，如疲勞強(qiáng)度、腐蝕開裂、購件尺寸穩(wěn)定性等，隨著鋁合金材料的大量普及應(yīng)用，消除鋁合金焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力顯得尤為重要。
[0003]目前常用的鋁合金焊接殘余應(yīng)力的消除方法是熱時(shí)效法、振動(dòng)時(shí)效法、模冷壓法等，但熱時(shí)效法存在成本高、耗能大、周期長、勞動(dòng)條件差等缺點(diǎn)，振動(dòng)時(shí)效存在有效陣型少、應(yīng)力消除不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，模冷壓法存在實(shí)際操作中難以精確控制模壓變形量等缺點(diǎn)。目前正逐步興起新型應(yīng)力消除方法，超聲應(yīng)力消除就是其中較為熱門的一種。
[0004]超聲波沖擊設(shè)備主要有超聲波沖擊搶和控制電源箱兩部分組成，它的工作原理是控制電源驅(qū)動(dòng)沖擊槍槍頭以每秒2萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面，高頻、高效和聚焦下的大能量使金屬表層產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形。超聲波沖擊槍主要由超聲波換能器和工具頭組成，超聲波換能器的主要作用是將電能轉(zhuǎn)換為聲能(振動(dòng))，是超聲沖擊設(shè)備的核心部件。但是，目前超聲沖擊設(shè)備使用的換能器多為單頻、且電聲轉(zhuǎn)換效率較低，限制了超聲沖擊設(shè)備的應(yīng)用范圍，現(xiàn)場應(yīng)用條件也較為嚴(yán)苛，因此迫切需要研制出新型的超聲沖擊換能器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種用于汽車及軌道車輛鋁合金焊接殘余應(yīng)力消除的換能器，以解決前超聲沖擊設(shè)備電聲轉(zhuǎn)換效率較低的問題。
[0006]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板通過螺釘順序固定連接，所述的壓電陶瓷片組一和壓電陶瓷片組二分別由4片圓環(huán)型壓電陶瓷片組成，各相鄰壓電陶瓷片間有一個(gè)金屬圓環(huán)片，該兩組壓電陶瓷片組的工作頻率不同，所述前蓋板、連接蓋板為圓柱形，其連接蓋板的直徑大于前蓋板的直徑，后蓋板為長圓柱形，其前端上與針狀超聲沖擊頭固定連接，所述前蓋板、連接蓋板和后蓋板的材質(zhì)均為鋁合金，所述前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板均置于殼體內(nèi)，針狀超聲沖擊頭工作端位于殼體外部。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)新穎，換能器具有兩組壓電陶瓷片，兩組的工作頻率不同，可根據(jù)情況選擇工作頻率，復(fù)合式的換能器應(yīng)用范圍更為廣泛。壓電陶瓷片的內(nèi)環(huán)出增加有金屬圓盤，由壓電陶瓷圓環(huán)和金屬圓環(huán)片組成的換能器的共振頻率高于具有相同外半徑的壓電陶瓷實(shí)心圓盤的共振頻率，也高于具有相同外半徑的壓電陶瓷圓環(huán)的共振及反共振頻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]前蓋板1、壓電陶瓷片組一 3、連接蓋板2、壓電陶瓷片組二 4，后蓋板5通過螺釘8順序固定連接，所述的壓電陶瓷片組一 3和壓電陶瓷片組二 4分別由4片圓環(huán)型壓電陶瓷片10組成，各相鄰壓電陶瓷片間有一個(gè)金屬圓環(huán)片9，該兩組壓電陶瓷片組的工作頻率不同，所述前蓋板1、連接蓋板2為圓柱形,其連接蓋板2的直徑大于前蓋板I的直徑，后蓋板5為長圓柱形，其前端上與針狀超聲沖擊頭6固定連接，所述前蓋板1、連接蓋板2和后蓋板5的材質(zhì)均為鋁合金，所述前蓋板1、壓電陶瓷片組一 3、連接蓋板2、壓電陶瓷片組二4，后蓋板5均置于殼體7內(nèi)，針狀超聲沖擊頭工作端位于殼體7外部。
[0011]工作時(shí)，選擇檔位1，在電源的激勵(lì)下，壓電陶瓷片組一 3開始工作，壓電陶瓷片組二 4處于開路狀態(tài)，此時(shí)，壓電陶瓷片組一 3將電能轉(zhuǎn)化為振動(dòng)能量，并將能量通過后蓋板放大輸送至針狀超聲沖擊頭6，將針狀超聲沖擊頭6放置在待應(yīng)力消除的工件處，針狀超聲沖擊頭6高速振動(dòng)帶動(dòng)工件振動(dòng)，從而達(dá)到應(yīng)力消除的目的；選擇檔位2，在電源的激勵(lì)下，壓電陶瓷片組二 4開始工作，壓電陶瓷片組一 3處于開路狀態(tài)，此時(shí)，壓電陶瓷片組二 4將電能轉(zhuǎn)化為振動(dòng)能量，并將能量通過后蓋板放大輸送至針狀超聲沖擊頭6，將針狀超聲沖擊頭6放置在待應(yīng)力消除的工件處，針狀超聲沖擊頭6高速振動(dòng)帶動(dòng)工件振動(dòng)，從而達(dá)到應(yīng)力消除的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車及軌道車輛鋁合金焊接殘余應(yīng)力消除的換能器，其特征在于:前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板通過螺釘順序固定連接，所述的壓電陶瓷片組一和壓電陶瓷片組二分別由4片圓環(huán)型壓電陶瓷片組成，各相鄰壓電陶瓷片間有一個(gè)金屬圓環(huán)片，該兩組壓電陶瓷片組的工作頻率不同，所述前蓋板、連接蓋板為圓柱形，其連接蓋板的直徑大于前蓋板的直徑，后蓋板為長圓柱形，其前端上與針狀超聲沖擊頭固定連接，所述前蓋板、連接蓋板和后蓋板的材質(zhì)均為鋁合金，所述前蓋板、壓電陶瓷片組一、連接蓋板、壓電陶瓷片組二，后蓋板均置于殼體內(nèi)，針狀超聲沖擊頭工作端位于殼體外部。
【文檔編號(hào)】B06B1/06GK204122336SQ201420551642
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】周紅生, 姜弢 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所東海研究站