Снижение остаточных напряжений электрогидравлическим ударом

Relief of residual stresses by electrohydraulic shocks

Борис Мериин

Остаточные напряженийя в сварных конструкциях, отливках, поковках, заготовках и деталях могут быть снижены путем их электрогидравлической обработки. Обработка (без нагрева) уменьшает на 50-80% остаточные напряжения, повышает стабильность размеров и улучшает работоспособность изделий изготовленных из различных материалов (сталь, никелевые, титановые, медные и алюминиевые сплавы).

Процесс включает серию контролируемых взрывов, производимых высоковольтными импульсными разрядами (электро искра) в воде. Разряды излучают мощные ударные волны и импульсы давления, которые обеспечивают снижение остаточных напряжений в конструкциях из пластичных металлов.

Разряды генерируются в камере с водой с пощью специального электро- импульснного генератора, который расположен вне камеры и включает в себя высоковольтный выпрямитель, импульсный конденсатор и разрядник. Изделие размещается на дне камеры и обрабатывается высоковольтными импульсными разрядами. Энергия разряда, их количество и схема процесса зависят от особенностей конструкции и материала изделия.

В сравнении с отжигом, традиционно испольуемым для снижения остаточных напряжений, электрогидравлический процесс расходует в 5-10 раз меньше электроэнергии и имеет преимущества, связанные с отсутствием нагрева:

процесс может быть использован для снижения остаточных напряжений в термически или деформационно упрочненных материалах, которые не рекомендуется подвергать тепловому воздействию;

появляется возможность снижения остаточных напряжений в сварных соединениях разнородных металлов (металлов с различными коэффициэнтами теплового расширения);

упрощается процесс снижения остатоточных напряжений в изделиях из химически активных материалов (как сплавы титана), требующих для нагрева специальной защитной атмосферы.

Электрогидравлический процесс может быть эффективно использован в технологии машиностроения.