一种在线金属带材残余应力消除处理系统、方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在线金属带材残余应力消除系统、方法，用于金属带材的制备、加工领域，包括：超声波模块，产生用于消除在线金属带材残余应力的超声波；预应力加载模块，在进行超声波处理时提供加载拉应力；所述超声波的振动和所述拉应力共同作用于目标带材。利用超声波振动及预应力协同耦合作用，通过在带材轧制后续加工过程中，增加一道超声波加预应力辅助的残余应力消除系统，消除金属带材残余应力。其中，超声波发生器将电网上50Hz工频交流电转变成超声频的20kHz交流电,用以激励声学系统的换能器,声学系统的换能器将电能转换成相同频率的机械振动，同时辅助预应力方式快速消除带材残余应力。带材残余应力。带材残余应力。

【技术实现步骤摘要】
一种在线金属带材残余应力消除处理系统、方法


[0001]本专利技术涉及金属带材的制备、加工领域，特别涉及一种在线金属带材残余应力消除处理系统、方法。

技术介绍

[0002]金属带材，如铜合金在高端电子元器件精密接插件制造、动力电池集流体等方面具有广泛的应用，由带材所制备的部件在后续的使用过程中尺寸稳定性是影响产品质量的重要因素。现有金属带材为了保持其较高强度，大部分带材采用冷轧工艺，在此过程中由于带材在轧制过程中力、温度场的不均匀使得生产的金属带材存在残余应力。较大的残余应力将引起带材后续加工及使用时出现翘曲变形，进而严重影响产品质量，为此亟需研发一种适用于金属带材残余应力消除的无损方法。
[0003]传统的残余应力消除方法主要有两种：1.去应力退火方法，通过将带材加热到一定温度保温一定时间，消除带材内部残余应力，但是该方法在消除残余应力的同时，容易使得材料强度降低。2.振动时效方法，超声振动是一种潜在的残余应力消除方法，通过超声振动的方法，使得材料发生共振，吸收部分能量，消除部分残余应力，使得残余应力平均值减小，虽然振动时效方法不会大幅度的使材料强度降低，但是该方法仅适用于残余应力小的带材，并且该方法并不能高效的消除残余应力，只能消除小部分残余应力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种在线金属带材残余应力消除处理系统、方法，解决现有技术中去应力退火方法在消除残余应力的同时，容易使得材料强度降低；振动时效方法仅适用于残余应力小的带材，并且该方法并不能高效的消除残余应力，只能消除小部分残余应力。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种在线金属带材残余应力消除系统，包括：
[0007]超声波模块，产生用于消除在线金属带材残余应力的超声波；
[0008]预应力加载模块，在进行超声波处理时提供加载拉应力；
[0009]所述超声波的振动和所述拉应力共同作用于目标带材。
[0010]优选的，所述超声波模块包括：
[0011]超声波发生器，所述超声波发生器将工频交流电转变成超声频交流电，激励超声换能器；
[0012]超声波换能阵列，所述超声换能器将电能转换成与所述超声频交流电相同频率的机械振动；
[0013]所述超声波发生器与超声波换能阵列电连接。
[0014]优选的，所述超声波换能阵列由多个超声换能器组成，所述多个超声换能器对称分布在目标带材上下两侧并与所述目标带材间保留一定间隙；
[0015]所述超声波换能器与所述目标带材间保留的间隙通过所述目标带材的厚度确定。
[0016]优选的，还包括耦合剂涂覆模块、耦合剂清理模块；
[0017]耦合剂涂覆模块，所述耦合剂涂覆模块在带材正反面均匀涂覆超声耦合剂；
[0018]耦合剂清理模块；对已进行残余应力消除的所述目标带材上的超声耦合剂进行清理。
[0019]一种在线金属带材残余应力消除方法，其特征在于，包括：
[0020]S1:采用预应力加载模块拉伸目标带材；
[0021]S2:采用耦合剂涂覆模块对处于拉伸状态的所述目标带材上下表面均匀涂覆超声耦合剂；
[0022]S3:在目标带材上下两侧对称设置超声波模块，所述超声波模块与所述目标带材间保留一定间隙；
[0023]S4:启动所述超声波模块，完成对所述目标带材残余应力的消除。
[0024]优选的，所述超声波模块与所述目标带材间保留的间隙通过所述目标带材的厚度确定。
[0025]优选的，所述超声波模块包括：
[0026]超声波发生器，所述超声波发生器将工频交流电转变成超声频交流电，激励超声换能器；
[0027]超声波换能阵列，所述超声换能器将电能转换成与所述超声频交流电相同频率的机械振动；
[0028]所述超声波发生器与超声波换能阵列电连接。
[0029]优选的，所述超声波换能阵列由多个超声换能器组成，所述多个超声换能器对称分布在目标带材上下两侧。
[0030]经由上述的内容可知与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术主要提出一种适合于金属带材在线残余应力消除系统、方法，利用超声波振动及预应力协同耦合作用，通过在带材轧制后续加工过程中，增加一道超声波加预应力辅助的残余应力消除系统，消除金属带材残余应力。其中，超声波发生器将电网上50Hz工频交流电转变成超声频的20kHz交流电,用以激励声学系统的换能器,声学系统的换能器将电能转换成相同频率的机械振动，同时辅助预应力方式快速消除带材残余应力。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术侧视图；
[0034]图2为本专利技术超声换能阵列示意图；
[0035]图3为本专利技术在线金属带材处理前后残余应力平均值；
[0036]图中：1超声波发生器、2超声换能器、3预应力加载模块、4耦合剂涂覆模块、5耦合剂清理模块、6目标带材。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例1：
[0039]本实施例1公开了一种在线金属带材残余应力消除系统，包括：超声波模块、预应力加载模块；
[0040]具体地：
[0041]超声波模块，产生用于消除在线金属带材残余应力的超声波，包括：
[0042]超声波发生器1，所述超声波发生器将工频交流电转变成超声频交流电，激励所述超声换能器；
[0043]超声波换能阵列，超声换能器2将电能转换成与所述超声频交流电相同频率的机械振动；超声波换能阵列由多个超声换能器2组成，多个超声换能器2对称分布在目标带材6上下两侧并与所述目标带材6间保留一定间隙；超声波换能器2与目标带材6间保留的间隙通过目标带材6的厚度确定；
[0044]超声波发生器1与超声波换能阵列电连接；
[0045]预应力加载模块3，在进行超声波处理时提供加载拉应力；
[0046]在本实施例中还包括耦合剂涂覆模块4、耦合剂清理模块5；
[0047]耦合剂涂覆模块4，所述耦合剂涂覆模块4在带材正反面均匀涂覆超声耦合剂；耦合剂清理模块5；对已进行残余应力消除的所述目标带材上的超声耦合剂进行清理。
[0048]在本实施例中耦合剂涂覆模块4、耦合剂清理模块5主要用于避免超声换能器2与目标带材直接接触，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线金属带材残余应力消除系统，其特征在于，包括：超声波模块，产生用于消除在线金属带材残余应力的超声波；预应力加载模块，在进行超声波处理时提供加载拉应力；所述超声波的振动和所述拉应力共同作用于目标带材。2.根据权利要求1所述的一种在线金属带材残余应力消除系统，其特征在于，所述超声波模块包括：超声波发生器，所述超声波发生器将工频交流电转变成超声频交流电，激励超声换能器；超声波换能阵列，所述超声换能器将电能转换成与所述超声频交流电相同频率的机械振动；所述超声波发生器与超声波换能阵列电连接。3.根据权利要求2所述的一种在线金属带材残余应力消除系统，其特征在于，所述超声波换能阵列由多个超声换能器组成，所述多个超声换能器对称分布在目标带材上下两侧并与所述目标带材间保留一定间隙；所述超声波换能器与所述目标带材间保留的间隙通过所述目标带材的厚度确定。4.根据权利要求1所述的一种在线金属带材残余应力消除系统，其特征在于，还包括耦合剂涂覆模块、耦合剂清理模块；耦合剂涂覆模块，所述耦合剂涂覆模块在带材正反面均匀涂覆超声耦合剂；耦合剂清理模块；对已进行残余应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹科，汪选国，占登望，
申请(专利权)人：宁波经略海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：