[發明專利]納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置及方法

無效

• 申請號: 201210096057.7
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102601502A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 楊建國;方坤;方洪淵;劉雪松;董志波;王濤;馬子奇;閆忠杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K9/23
• 分類號: B23K9/23;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

1.一種納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置，其特征在于：納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置包括組合焊接工作平臺(5)、下位機(3)、上位機(4)、多個前溫度傳感器(6)、多個后溫度傳感器(9)、兩組紅外線電加熱片(1)、多個冷卻器(2)和兩個卡具(8)；

工件(7)的兩側各采用一個夾具(8)裝夾在焊接工作平臺(5)上，工件(7)焊縫的兩側各布置有一組紅外線電加熱片(1)，兩組紅外線電加熱片(1)沿焊縫中心線對稱布置，每組紅外線電加熱片(1)包括多個電加熱片個體，多個電加熱片個體沿焊縫中心線方向排布，相鄰的兩個電加熱片個體首尾相連，每個電加熱片個體靠近焊縫的側面的前端安裝有一個前溫度傳感器(6)，每個電加熱片個體靠近焊縫的側面的后端安裝有一個后溫度傳感器(9)，每個電加熱片個體上方靠近焊縫的一側安裝有一個冷卻器，每個前溫度傳感器(6)、每個后溫度傳感器(9)和每個冷卻器(2)均通過信號線與下位機(3)連接，下位機(3)與上位機(4)之間通過信號線連接。

2.根據權利要求1所述的納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置，其特征在于：冷卻器(2)為噴氣式冷卻器。

3.基于權利要求1或2所述的納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置進行納米貝氏體鋼的再納米化焊接方法，其特征在于：該方法的具體步驟為：

步驟a：根據選擇焊接材料對應的焊接CCT圖，確定對應的奧氏體轉變溫度Ac₁，貝氏體轉變溫度Bs，馬氏體轉變溫度Ms和不產生珠光體P的臨界冷卻速度v；

步驟b：根據焊接工藝參數，測定對應的焊接溫度場，確定其準穩定溫度場下焊縫中心線上電弧中心峰值溫度點O與熔池后方貝氏體轉變溫度Bs點之間距離為L1；焊縫中心線上電弧中心峰值溫度點O與熔池后方馬氏體轉變溫度Ms點之間的距離為L2，設定過電弧中心峰值溫度點O的焊縫中心線的法線與Ac₁等溫線的交點為Q，電弧中心峰值溫度點O到交點Q之間的直線距離為L3，電加熱片個體的長度選擇為L2-L1，電加熱片個體內側距焊縫中心線的垂直距離為L3；

步驟c：根據不產生珠光體的臨界冷卻速度v和焊接熱輸入確定冷卻器(2)的功率，保證焊后的焊縫快速冷卻到貝氏體相變溫度區間；

步驟d：通過前溫度傳感器(6)和后溫度傳感器(9)反饋的溫度場信息適時調節兩組紅外線電加熱片(10的開關，使焊接之后的焊縫和淬火區在預設溫度進行保溫，焊接開始前，打開兩組紅外線電加熱片(1)開關對焊縫進行預熱到200℃，然后全部關閉；焊接開始后，當前溫度傳感器(6)監測到焊縫溫度開始下降時，下位機(3)發出指令使冷卻器(2)開始工作，對工件(7)進行冷卻，當后溫度傳感器(9)監測的焊縫及熱影響區溫度低于Ms+20℃時，下位機(3)發出指令使冷卻器(2)停止工作，同時使紅外線電加熱片(1)開始加熱，當前溫度傳感器(6)監測到焊縫及熱影響區溫度超過Bs-20℃時，下位機(3)發出指令使紅外線電加熱片(1)停止工作，如此往復，當整個焊縫及熱影響區均處于Bs-20℃到Ms+20℃之間后，將整個焊接件放入保溫爐進行保溫，保溫溫度為材料制備溫度，保溫時間為材料制備所需時間，最終使焊接接頭的組織轉變為納米貝氏體組織。