2024增材制造 金属制件残余应力高能声束控制方法

增材制造金属制件残余应力高能声束控制方法II目 次前言 II引言 III1范围 12规性用件 13术和义 14原理 25操人员 26声控系统 26.1统成 26.2制器 36.3励源 3束励器 3励夹工装 3热幅杆 36.7合剂 47工过程 47.14作的备 4余力制 5控果验 58调报告 5附录A（料） 7图1残应声控法示图 2图2系构示图 3图3工流示图 4表1高度500mm的金筒构低力材率设参表 5IIIIII引 言金属制件生产过程残余应力声束控制法是一种利用超声激励器和隔热变幅杆通过直接贴合在基材PAGEPAGE1增材制造金属制件残余应力高能声束控制方法范围（GB/T32073无损检测残余应力超声临界折射纵波检测方法GB/T35351增材制造术语GB/T38811 属材料残余力声控GB/T38952损检测残余力声波测法GB/T40121 术产件品余力号示GB/T12604.1和GB/T35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1声束控制acousticbeam3.2时序控制timingcontrol对不同空间位置的声能按时间顺序进行控制的过程。不同空间位置激励器输出功率的时间顺序分布。3.3激励器excitor[来源：GB/T38811，5.4]3.4变幅杆ultrasonichor安装在激励器端部，与基材工作面背侧紧密贴合的用于隔热和声束变换的部件。3.5耦合剂couplant施加于隔热变幅杆端面和基材工作面背侧面或增材制件表面之间，保证超声能量传递的介质。原理将具有一定能量和指向性的声束借助耦合剂传导进入材料内部，其能量将驱动材料质点发生振动，改变材料的微观结构，使材料的残余应力消减和均化，示意图如图1所示。112384567标引序号说明：1——沉积层；2——增材试样；3——声束；4——耦合剂；5——隔热变幅杆；6——激励器；7——功率超声电源；8——基材。图1残余应力声束控制法示意图）141432标引序号说明：1——超声信号激励控制器；2——功率激励电源；3——激励器；4——基材；5——增材构件。图2系统构成示意图控制器控制器应具有监控激励电源、控制应力调控工作流程、控制系统启动和停止等功能。声束激励器通常为夹心式压电超声换能器或磁致伸缩超声换能器，激发时产生纵波，工作频率为10kHz～40kHz，单个激励器输出能力应大于等于100W。材料80结构耦合剂概述结束调控启动调控结束调控启动调控激励器布置设计要求声束控制系统的连接调控效果检验调控参数设定残余应力控制图3工作流程示意图GB/T40121残余应力声束控制系统的连接包括以下步骤：a）确认超声激励器与激励电源连接电缆连接状态良好，通电确认激励器与激励电源工作正常。b）将耦合剂均匀涂抹在隔热变幅杆前端面，利用激励器夹持工装固定激励器/隔热变幅杆，使隔热变幅杆端面与基材工作面背侧面或增材制件表面之间贴合良好、耦合压紧力合理。20kHz（20±1）KHz超声波功率设定值应根据金属制件增材高度逐渐变化，增材高度越高功率越大，示例见表1。表1高度500mm的铝合金筒类构件低应力增材功率设定参考表序号沉积高度（mm）10～2005–302200～35030–603350～50060-100注：功率分布设定参数表示为总功率的百分比。GB/T38811增材制造加工完成后，停止高能声束调控系统工作，本次残余应力高能声束控制作业完毕。按照GB/T32073、GB/T7704或GB/T33210规定的要求，对增材金属制件切向残余应力进行无损检测。仲裁分析按GB/T32073的规定进行。按照GB/T38952规定的要求，对增材金属制件法向残余应力进行无损检测。将检测结果与调控要求进行比较，验证调控效果。金属制件残余应力高能声束调控报告中应包括但不限于：a）工作时间、地点、操作人员；）d））GB/TXXXXX—XXXX附