[發明專利]用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法

無效

• 申請號: 201210009390.X
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102528347A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 胡繩蓀;韓瑞峰;申俊琦;王志江
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/04;B23K9/167;B23K9/035;B23K26/20;B23K26/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種焊接的約束式散熱裝置。特別是涉及一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法。

背景技術

鐵素體不銹鋼焊接時，在加熱到950℃以上的近縫區，晶粒容易長大，形成粗大的鐵素體，這種晶粒長大，使焊接接頭的韌性和塑性急劇增加。由于不發生固態相變，這種現象很難采用焊后熱處理的方法將其細化。當鉻含量大于15.5％的普通鐵素體不銹鋼在溫度為400～500℃長期加熱后，會出現強度升高而韌性下降的現象，稱為475℃(885°F)脆性。由此可見，鐵素體不銹鋼對熱比較敏感，而焊接過程中由于熱源的集中作用，焊件上存在溫度梯度，形成不均勻的溫度場，必然引起不均勻的組織和性能變化，焊接熱源處于運動狀態中，當焊接熱源靠近焊件上某一點時，熱量使該點迅速升溫。因此使鐵素體不銹鋼在焊接過程中即時散熱，縮短高溫停留時間是非常重要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種通過在焊接過程中對鐵素體不銹鋼薄板施加約束，避免焊接過程中焊件變形，且加快散熱，避免過熱時間長使得晶粒組織粗大而影響力學性能的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法。

本發明所采用的技術方案是：一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法，用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，包括基板，所述基板的中部沿基板的長度或寬度形成一凹槽，所述的凹槽的下方與該凹槽平行的形成有進氣通道，所述的凹槽內鑲嵌有散熱結構，所述的基板上還設置有用于固定被焊接的鐵素體不銹鋼板材的固定結構。

所述的散熱結構包括有銅質本體，沿銅質本體的長度方向形成在銅質本體中部的氣槽，所述氣槽的底部開有多個與所述的進氣通道相連通的氣孔，所述的銅質本體上位于氣槽的兩側分別各開有一通水孔。

所述的固定結構包括有用于壓住被焊接的鐵素體板材的壓板條，形成在基板上用于固定壓板條的螺孔。

用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，包括如下步驟：

1)選用1～3.5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；

2)向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上；

3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；

4)采用脈沖鎢極氬弧焊，并調節焊接參數，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；

5)關閉焊接電源，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。

一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，包括如下步驟：

1)選用1～3.5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；

2)打開激光器，使光斑照射在焊件中心，同時向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上；

3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；

4)調節焊接參數進行施焊，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；

5)關閉激光器，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。

本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法，避免焊接過程中焊件變形，且加快散熱，避免過熱時間長使得晶粒組織粗大而影響力學性能。利用銅比普通鋼材的導熱系數高，采用銅質材料，使鐵素體不銹鋼焊接過程中散熱快；通入惰性氣體進行焊縫區保護，同時通入冷卻水，熱量傳導速度快，使焊縫背面成型美觀。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的水平剖面結構示意圖；

圖3是圖1的前側結構示意圖；

圖4是圖3中部垂直剖面結構示意圖。

圖中：

1：基板????????????????????????????2：散熱結構

3：鐵素體不銹鋼板材????????????????4：螺孔

5：壓板條??????????????????????????6：進氣通道

7：凹槽????????????????????????????8：螺孔

21：銅質本體???????????????????????22：氣槽