Высокочастотная ударная обработка

Высокочастотная ударная обработка или HiFIT – Метод – это обработка сварных стальных конструкций в месте сварного перехода с целью повышения усталостной прочности.

Функции

Прочность и долговечность динамически нагруженных сварных стальных конструкций во многих случаях определяется сварными швами, в частности сварными переходами. За счет избирательной обработки переходов ( шлифовка (абразивная резка) , пескоструйная обработка , ковка и т. д.) долговечность многих конструкций значительно увеличивается. Методы забивания зарекомендовали себя как особо эффективные методы лечения и прошли в рамках совместного проекта REFRESH. ^[1] широко изучен и развит. Процесс HiFIT (высокочастотная ударная обработка (также называемый HFMI (высокочастотное механическое воздействие)))) представляет собой метод ударной обработки, который универсально применим, требует только низкотехнологического оборудования и при этом обеспечивает высокую воспроизводимость и возможность контроля качества.

Операция

Молоток HiFIT работает с закаленным штифтом с шариком, опирающимся на заготовку диаметром D 3 мм. ^[2] Этот штифт забивается с регулируемой интенсивностью около 180–300 Гц в зоне сварного шва. Локальные механические деформации возникают в виде лечебного следа. Носок сварного шва пластически деформируется. Наведенное сжимающее остаточное напряжение предотвращает растрескивание дорожки и распространение трещины на поверхности.

Доказательство

Международный институт сварочных технологий IIW опубликовал Руководство «Рекомендации по лечению ВЧМИ». ^[3] в октябре 2016 г. Представлен обзор высокочастотных молотков (HFMI), а также рекомендации по правильному применению метода и количественным измерениям для обеспечения качества. Руководство обеспечивает основу для измерений улучшенных сварных соединений HFMI на основе всех известных напряжений. концепции расчета.

В многочисленных экспериментах в различных институтах и университетах удалось продемонстрировать увеличение усталостной прочности от 80 до 100 процентов и увеличение долговечности сварных швов в 5-15 раз. Самым масштабным исследовательским проектом с 2006 по 2009 год был «REFRESH – продление срока службы существующих и новых сварных стальных конструкций (P702). В рамках этого исследовательского проекта было разработано и готово к производству устройство HiFIT. Этот отчет доступен в виде книги по адресу FOSTA (Forschungsvereinigung Stahlanwendung eV) и его можно заказать под номером ISBN 978-3-942541-03-9 . Книга содержит подробные научные подтверждения и подтверждения.

Шаги метода HiFIT

Метод HiFIT можно применять как к существующим, так и к новым стальным конструкциям.

Предварительные шаги

Для целенаправленной обработки необходима видимость и доступность перехода в местах сварки. Существующие конструкции обычно подготавливаются перед переходом к отделке поверхности . Детали должны быть очищены от рыхлой ржавчины и старой краски. При необходимости предварительная пескоструйная обработка требуется .

Устройство работает при подаче сжатого воздуха давлением 6–8 бар.

Шаги

Устройство HiFIT вручную размещается на обрабатываемом переходе сварного шва и во время обработки вдоль этого прохода.

Результат

За счет локальных преобразований носок шва пластически деформировался и затвердевал. Глубина дорожки последующей обработки должна составлять от 0,2 до 0,35 мм. Подрез на стыке сварного шва больше не распознается.

Безопасность процесса

Визуальным осмотром осматривают обработанную область. Глубину обработки можно проверить специальным калибром. Цифровой дисплей рабочего давления позволяет пользователю контролировать весь процесс.

Экономическое значение HiFIT

Продление срока службы

При применении к существующим конструкциям срок службы может быть значительно продлен. Если макроскопически видимых трещин нет, HiFIT является очень подходящим инструментом для ремонта. При своевременном ремонте существующих конструкций срок службы новых обработанных сварных швов практически не меняется. Это дает возможность использовать существующие конструкции далеко за пределами запланированного срока эксплуатации. Метод HiFIT используется очень эффективно, например, на автодорожных мостах стальной конструкции с полым коробчатым сечением на лету. Затраты на реконструкцию низкие по сравнению с традиционными методами. В коммерческом транспорте и других отраслях сварные швы на существующих и новых конструкциях, подвергающиеся высоким нагрузкам, обрабатываются с помощью HiFIT для успешного продления срока службы.

Увеличение уровня переносимой нагрузки

В случае новых конструкций и некоторых существующих конструкций уровень нагрузки на обработанные сварные швы может быть увеличен. При использовании конструкций с тем же сроком службы, что и раньше, сварные швы способны переносить нагрузки в 1,6 раза больше. Это имеет, например, очень положительный эффект для кранов, заключающийся в увеличении грузоподъемности. Производительность кранов увеличивается с каждым ходом.

Легкий

Принимая во внимание процесс HiFIT во время разработки, при том же уровне нагрузки и том же сроке службы конструкция может быть специально уменьшена. Обширные экспериментальные исследования деталей конструкции и методов проектирования с использованием МКЭ показали высокую эффективность обычных сталей S235, S355J2 и мелкозернистых сталей, таких как S460N, S690QL, а также сталей более высокой прочности. Достижимая экономия материала делает применение HiFIT в большинстве случаев уже экономически выгодным. Учитывая дополнительную выгоду от преимущества в весе, например, достижимая полезная нагрузка транспортных средств может быть увеличена.

См. также

Сварка
Ультразвуковая ударная обработка
Дробеструйная обработка
Автофреттаж , который создает сжимающие остаточные напряжения в сосудах под давлением.

Публикации

Книга REFRESH – продление срока службы существующих и новых сварных металлоконструкций. можно заказать по номеру ISBN 978-3-942541-03-9 в FOSTA – Исследовательской ассоциации по применению стали в Германии, Дюссельдорф.
Стальная конструкция сентябрь 2009 г., 78-й год, ISSN 0038-9145 A6449.
Рекомендации IIW по обработке ВЧМИ для повышения усталостной прочности сварных соединений. Авторен: Гэри Б. Маркиз, Зухейр Барсум, https://www.springer.com/de/book/9789811025037
Рекомендации DASt - 026 Оценка сварных швов для конструкций, испытывающих усталостные нагрузки, с использованием высокочастотной ударной обработки молотком, Stahlbau Verlags- und Service GmbH, https://shop.deutscherstahlbau.de/de/dast-politik-026

Ссылки

^ Веб-сайт Технологического института Карлсруэ (KIT) - Проект REFRESH.
^ Т. Нитшке-Пагель, Клаус Дилгер, Х.Эслами, И.Вейх, Т.Умменхофер. «Остаточные напряжения и состояние приповерхностного материала свариваемых высокопрочных сталей после различных механических послесварочных обработок» [1] [2] . 2008.
^ Рекомендации IIW по обработке ВЧМИ для повышения усталостной прочности сварных соединений . Коллекция ИИВ. Springer.com. 2016. doi : 10.1007/978-981-10-2504-4 . ISBN 978-981-10-2503-7 . Проверено 27 октября 2022 г.

Внешние ссылки

[1] Веб-сайт Технологического института Карлсруэ (KIT) - Проект REFRESH.

[2] Т. Нитшке-Пагель, Клаус Дилгер, Х.Эслами, И.Вейх, Т.Умменхофер. «Остаточные напряжения и состояние приповерхностного материала свариваемых высокопрочных сталей после различных механических послесварочных обработок» [1] [2] . 2008.

[IIW1-3] Рекомендации IIW по обработке ВЧМИ для повышения усталостной прочности сварных соединений . Коллекция ИИВ. Springer.com. 2016. doi : 10.1007/978-981-10-2504-4 . ISBN 978-981-10-2503-7 . Проверено 27 октября 2022 г.

[1]

[2]

[3]