一種用于水下環(huán)境的超聲沖擊槍及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接技術領域，具體為一種用于水下環(huán)境的超聲沖擊槍及其使用方法。
【背景技術】
[0002]超聲沖擊法是近些年國內外發(fā)展起來的一種提高焊接接頭疲勞強度的新技術。研宄表明，這種方法的適用場合很廣，不僅可以有效地應用于焊接結構，而且可以應用于非焊接結構。其執(zhí)行機構輕巧、使用靈活方便、效率高，是一種很有吸引力的焊后提高接頭疲勞強度的方法。申請?zhí)枮?2100037.9的中國發(fā)明專利公開了“一種提高焊接接頭疲勞性能的壓電式超聲沖擊裝置”，目前實際工程應用過程中基本采用這一類型。然而，目前使用的超聲沖擊槍僅能在普通大氣環(huán)境下進行工作，無法滿足水下環(huán)境的工作需要，具有相當?shù)木窒扌浴?br>
【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于可在水下環(huán)境中使用的超聲沖擊槍及其使用方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]—種用于水下環(huán)境的超聲沖擊槍，包括沖擊針、前殼、變幅桿、排水進氣口、前密封圈、緊固環(huán)、前后腔隔離密封圈、殼體、隔音盤、換能器、緊固螺栓、換能器供電線、后密封圈、后蓋、換能器供電線接口、冷卻進氣口、冷卻出氣口、手柄、前腔和后腔，所述變幅桿、所述隔音盤和所述換能器通過所述緊固螺栓連接成一體并裝入所述前殼內，所述沖擊針插入所述變幅桿頂部并從所述前殼頂部伸出，所述換能器通過所述換能器供電線與所述換能器供電線接口連接，所述手柄位于所述后蓋底部，所述前腔位于所述隔音盤前端，所述后腔位于所述隔音盤后端，所述前殼和所述殼體通過所述前密封圈緊密連接，所述隔音盤通過所述緊固環(huán)與所述前后腔隔離密封圈緊密貼合，所述殼體和所述后蓋通過所述后密封圈緊密連接，所述排水進氣口、所述換能器供電線接口、所述冷卻進氣口、所述冷卻出氣口均做密封處理。
[0006]所述換能器為壓電陶瓷換能器或磁致伸縮式換能器。
[0007]所述壓電陶瓷換能器由2至12片偶數(shù)片壓電陶瓷換能組成。
[0008]所述變幅桿和所述壓電陶瓷換能器的尺寸分別為系統(tǒng)諧振頻率對應波長的四分之一或二分之一。
[0009]所述前殼和所述變幅桿的連接方式為直線連接或斜角度連接。
[0010]當所述前殼和所述變幅桿為斜角度連接時，所述前殼和所述變幅桿延長線所形成的角度為O至90度，
[0011]所述沖擊針數(shù)量為1-7個。
[0012]所述前密封圈、所述前后腔隔離密封圈和所述后密封圈均為液壓氣動用O形橡膠密封圈。
[0013]所述沖擊針位于所述前殼上方的長度為所述沖擊針總長度的二分之一至三分之二，所述沖擊針的長度為5-20_。所述排水進氣口、所述換能器供電線接口、所述冷卻進氣口和冷卻出氣口的孔徑一致，孔徑為3-5_。所述前密封圈和所述后密封圈的直徑一致，直徑為30-50mm，所述前后腔隔離密封圈的直徑為20_40mm。所述手柄長度為所述殼體長度的四分之一至三分之一，所述殼體長度為300-600mm。
[0014]本發(fā)明所述的用于水下環(huán)境的超聲沖擊槍的使用方法，包括如下步驟:
[0015]步驟1:在所述超聲沖擊槍放入水下之前，將高壓氣體經過所述排水進氣口通入所述前腔，然后高壓氣體從所述沖擊針和所述前殼的間隙處排出。
[0016]步驟2:將所述超聲沖擊槍放入水中，同時為所述換能器冷卻的高壓氣體從所述冷卻進氣口通入所述后腔，從所述冷卻出氣口排出。
[0017]步驟3:將所述沖擊針對準目標位置，接通工作電源，打開所述超聲沖擊槍的開關，高壓氣體將目標位置的水排開，操作人員手持所述手柄操縱所述超聲沖擊槍對目標位置進行超聲沖擊操作。
[0018]步驟4:操作結束時，關閉工作電源，所述超聲沖擊槍停止工作，將所述超聲沖擊槍從水中取出，同時持續(xù)將高壓氣體從所述排水進氣口通入所述前腔，直至所述超聲沖擊槍完全離開水面。
[0019]所述高壓氣體包括壓縮空氣，二氧化碳氣體或氬氣。
[0020]本發(fā)明的有益效果，利用氣體將水局部排開，保證沖擊針前端一定區(qū)域處于氣體保護范圍內，使得沖擊過程能夠在水下順利進行。同時為換能器冷卻的高壓氣體從冷卻進氣口通入，從冷卻出氣口排出，持續(xù)降低換能器工作狀態(tài)下的溫度，大幅度延長工作時間。由于雙層密封圈的設計，保證了后部冷卻與前端工作部分的分離，有效提高了超聲沖擊設備的應用范圍，并且顯著提高其工作效率100% -200%。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的壓電陶瓷換能器半波長超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的密封裝置的局部放大圖A。
[0023]圖3是本發(fā)明的密封裝置的局部放大圖B。
[0024]圖4是本發(fā)明的磁致伸縮換能器半波長超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明的壓電陶瓷換能器全波長超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的磁致伸縮換能器全波長超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明的壓電陶瓷換能器半波長斜角度超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明的磁致伸縮換能器半波長斜角度超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0029]圖9是本發(fā)明的壓電陶瓷換能器全波長斜角度超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0030]圖10是本發(fā)明的磁致伸縮換能器全波長斜角度超聲沖擊槍的結構示意圖。
[0031]圖中標號說明如下:
[0032]1-沖擊針、2-前殼、3-變幅桿、4-排水進氣口、5-前密封圈、6_緊固環(huán)、7_前后腔隔離密封圈、8-殼體、9-隔音盤、10-壓電陶瓷換能器、11-緊固螺栓、12-換能器供電線、13-后密封圈、14-后蓋、15-換能器供電線接口、16-冷卻進氣口、17-冷卻出氣口、18-手柄、19-前腔、20-后腔。
【具體實施方式】
[0033]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0034]實施例1:壓電陶瓷換能器半波長超聲沖擊槍及其使用方法
[0035]如圖1、圖2和圖3所示，一種壓電陶瓷換能器半波長超聲沖擊槍，包括沖擊針1、前殼2、變幅桿3、排水進氣口 4、前密封圈5、緊固環(huán)6、前后腔隔離密封圈7、殼體8、隔音盤
9、壓電陶瓷換能器10、緊固螺栓11、換能器供電線12、后密封圈13、后蓋14、換能器供電線接口 15、冷卻進氣口 16、冷卻出氣口 17、手柄18、前腔19和后腔20，所述變幅桿3、所述隔音盤9和所述壓電陶瓷換能器10通過所述緊固螺栓11連接成一體并裝入所述前殼2內，所述沖擊針I(yè)插入所述變幅桿3頂部并從所述前殼2頂部伸出，所述壓電陶瓷換能器10通過所述換能器供電線12與所述換能器供電線接口 15連接，所述手柄18位于所述后蓋14底部，所述前腔19位于所述隔音盤9前端，所述后腔20位于所述隔音盤9后端，所述前殼2和所述殼體8通過所述前密封圈5緊密連接，所述隔音盤9通過所述緊固環(huán)6與所述前后腔隔離密封圈7緊密貼合，所述殼體8和所述后蓋14通過所述后密封圈13緊密連接，所述排水進氣口 4、所述換能器供電線接口 15、所述冷卻進氣口 16、所述冷卻出氣口 17均做密封處理。
[0036]所述變幅桿3和所述壓電陶瓷換能器10的尺寸分別為系統(tǒng)諧振頻率對應波長的四分之一。
[0037]所述壓電陶瓷換能器10由6片壓電陶瓷組成。
[0038]所述沖擊針數(shù)量為3個。
[0039]所述沖擊針I(yè)位于所述前殼2上方的長度為所述沖擊針I(yè)總長度的二分之一至三分之二，所述沖擊針I(yè)的長度為5-20_。所述排水進氣口 4、所述換能器供電線接口 15、所述冷卻進氣口 16和冷卻出氣口 17的孔徑