[发明专利]一种用于处理异性钢焊缝的空化水射流装置

说明书

本发明公开了一种用于处理异性钢焊缝的空化水射流装置，包括高压水射流主通道及位于高压水射流主通道下方的主腔体；所述高压水射流主通道底部沿其长度方向可拆卸连接有若干个复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴，所述复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴的顶部与高压水射流主通道相连通，所述复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴的底部从主腔体的顶部伸入主腔体内部，所述主腔体的底部设置有低压喷嘴；所述低压喷嘴的数量为复合角型高压喷嘴与脉冲型高压喷嘴的数量之和，且每个所述低压喷嘴的中心轴均分别与相对应的复合角型高压喷嘴或脉冲型高压喷嘴的中心轴同轴。该空化水射流装置，可用于同时处理残余应力分布不均匀的异性钢焊缝。

技术领域

本发明涉及空化水射流处理技术领域，具体涉及一种用于处理异性钢焊缝的空化水射流装置。

背景技术

空化水射流是一种新型的水射流，其工作原理是：当射流从喷嘴出来时，通过一些方式使其内部产生空化泡，当空化泡随射流冲击到靶面时随即溃灭，产生激波冲击和微射流冲击，利用空化泡溃灭瞬间释放的高压冲击反复作用于材料表面，使材料表面发生塑性形变，产生残余压应力场，从而有效提高结构的抗应力腐蚀开裂及疲劳性能，具有低成本、低噪声、安全及绿色环保等优点。

目前，现有技术中的空化水射流喷嘴通常为淹没空化喷嘴，即将待处理焊接件放入水中浸没，对待处理焊接件尺寸具有较大的局限性，通常适用于尺寸较小的焊接件；而且目前的空化水射流喷嘴通常只适用于同种材料焊缝，但对于异种材料焊缝并不适用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于处理异性钢焊缝的空化水射流装置，可用于处理残余应力分布不均匀的异性钢焊缝。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种用于处理异性钢焊缝的空化水射流装置，包括高压水射流主通道及位于高压水射流主通道下方的主腔体；

所述高压水射流主通道底部沿其长度方向可拆卸连接有若干个复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴，所述复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴的顶部与高压水射流主通道相连通，所述复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴的底部从主腔体的顶部伸入主腔体内部，所述主腔体的底部设置有低压喷嘴；

所述低压喷嘴的数量为复合角型高压喷嘴与脉冲型高压喷嘴的数量之和，且每个所述低压喷嘴的中心轴均分别与相对应的复合角型高压喷嘴或脉冲型高压喷嘴的中心轴同轴。

进一步地，所述复合角型高压喷嘴及脉冲型高压喷嘴分别位于高压水射流主通道的左右两侧。

进一步地，所述复合角型高压喷嘴包括相连通的第一进水段及第一出水段；

所述第一进水段包括位于上部的第一进水段入口及位于下部的第一进水段出口，第一进水段入口呈上宽下窄的锥形，第一进水段出口呈直筒形；

所述第一出水段包括位于上部的第一出水段入口及位于下部的第一出水段出口，第一出水段入口呈上宽下窄的锥形，第一出水段出口呈直筒形。

在上述技术方案中，高压水射流进入复合角型喷嘴的第一进水段，第一进水段出口收缩，使流体截面面积减少，可增强水射流流速；然后高压水射流进入复合角型喷嘴的第一出水段，第一出水段入口相对于第一进水段出口直径逐渐收缩，且第一出水段出口也收缩形成收缩管口，进一步增强水射流流速及其打击能力。当具有高流速及高打击能力的高压水射流从第一出水段出口进入低压喷嘴的低压水射流，使低压水射流裹挟高压水射流，形成大量的空气泡，携带大量空气泡的高压水射流从低压喷嘴喷出至待处理焊接件上，在待处理焊接件表面形成高压冲击，消除残余应力。

进一步地，所述第一进水段入口的角度θ₁为50～65°，所述第一进水段入口的直径φ₁为14～16mm，所述第一进水段出口的直径φ₂为8～10mm；