Высокочастотная ударная обработка или HiFIT – Метод – это обработка сварных стальных конструкций в месте сварного перехода с целью повышения усталостной прочности.
Прочность и долговечность динамически нагруженных сварных стальных конструкций во многих случаях определяется сварными швами, в частности сварными переходами. За счет избирательной обработки переходов ( шлифовка (абразивная резка) , пескоструйная обработка , ковка и т. д.) долговечность многих конструкций значительно увеличивается. Методы забивания оказались особенно эффективными методами лечения и широко изучались и развивались в рамках совместного проекта REFRESH [1] . Процесс HiFIT (высокочастотная ударная обработка (также называемый HFMI (высокочастотное механическое воздействие)))) представляет собой метод ударной обработки, который универсально применим, требует только низкотехнологического оборудования и при этом обеспечивает высокую воспроизводимость и возможность контроля качества.
Молоток HiFIT работает с закаленным штифтом с шариком, опирающимся на заготовку диаметром D 3 мм. [2] Этот штифт забивается с регулируемой интенсивностью около 180–300 Гц в месте сварного шва. Локальные механические деформации возникают в виде лечебного следа. Носок сварного шва пластически деформируется. Наведенное сжимающее остаточное напряжение предотвращает растрескивание дорожки и распространение трещины на поверхности.
Международный институт сварочных технологий IIW опубликовал в октябре 2016 года Руководство «Рекомендации по обработке ВЧМИ» [3]. Представлен обзор высокочастотных молотков (ВЧМИ), а также рекомендации по правильному применению метода и количественным измерениям качества. гарантия. Руководство обеспечивает основу для измерений сварных соединений, улучшенных HFMI, на основе всех известных концепций расчета напряжений.
В многочисленных экспериментах в различных институтах и университетах удалось продемонстрировать увеличение усталостной прочности от 80 до 100 процентов и увеличение долговечности сварных швов в 5-15 раз. Самым обширным исследовательским проектом с 2006 по 2009 год был «REFRESH – продление срока службы существующих и новых сварных стальных конструкций (P702). В рамках этого исследовательского проекта было разработано и подготовлено к производству устройство HiFIT. Этот отчет доступен в виде книги по адресу Книга содержит подробные научные подтверждения и подтверждения .
Метод HiFIT можно применять как к существующим, так и к новым стальным конструкциям.
Для целенаправленной обработки необходима видимость и доступность перехода в местах сварки. Существующие конструкции обычно подготавливаются перед переходом к отделке поверхности . Детали должны быть очищены от рыхлой ржавчины и старой краски. При необходимости требуется предварительная пескоструйная обработка .
Устройство работает при подаче сжатого воздуха давлением 6–8 бар.
Устройство HiFIT вручную размещается на обрабатываемом переходе сварного шва и во время обработки вдоль этого прохода.
За счет локальных преобразований носок шва пластически деформировался и затвердевал. Глубина дорожки последующей обработки должна составлять от 0,2 до 0,35 мм. Подрез на стыке сварного шва больше не распознается.
Визуальным осмотром осматривают обработанную область. Глубину обработки можно проверить специальным калибром. Цифровой дисплей рабочего давления позволяет пользователю контролировать весь процесс.
При применении к существующим конструкциям срок службы может быть значительно продлен. Если макроскопически видимых трещин нет, HiFIT является очень подходящим инструментом для ремонта. При своевременном ремонте существующих конструкций срок службы новых обработанных сварных швов практически не меняется. Это дает возможность использовать существующие конструкции далеко за пределами запланированного срока эксплуатации. Метод HiFIT используется очень эффективно, например, на автодорожных мостах стальной конструкции с полым коробчатым сечением на лету. Затраты на реконструкцию низкие по сравнению с традиционными методами. В коммерческом транспорте и других отраслях сварные швы существующих и новых конструкций, подвергающиеся высоким нагрузкам, обрабатываются с помощью HiFIT для успешного продления срока службы.
В случае новых конструкций и некоторых существующих конструкций уровень нагрузки на обработанные сварные швы может быть увеличен. При использовании конструкций с тем же сроком службы, что и раньше, сварные швы способны переносить нагрузки в 1,6 раза больше. Это имеет, например, очень положительный эффект для кранов, заключающийся в увеличении грузоподъемности. Производительность кранов увеличивается с каждым ходом.
Принимая во внимание процесс HiFIT во время разработки, при том же уровне нагрузки и том же сроке службы конструкция может быть специально уменьшена. Обширные экспериментальные исследования деталей конструкции и методов проектирования с использованием МКЭ показали высокую эффективность обычных сталей S235, S355J2 и мелкозернистых сталей, таких как S460N, S690QL, а также сталей более высокой прочности. Достижимая экономия материала делает применение HiFIT в большинстве случаев уже экономически выгодным. Учитывая дополнительную выгоду от преимущества в весе, например, достижимая полезная нагрузка транспортных средств может быть увеличена.