CN110129531B - 电磁感应加热铸锻件异形表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，属于焊缝应力消除处理领域，目的是以保证电磁感应设备与待加热铸件表面的贴合度，确保加热效果。首先，在待加热件的异形焊区内填充导热、导电填充物，使填充物表面呈平整的平面；然后，将电磁感应线圈设置于填充物的表面，进行通电加热。本发明，通过在待加热件的异性焊区内填充导热、导电填充物，且填充物表面呈平整的平面，使得异性焊区的表面尽量趋于平整，使电磁感应线圈能够与填充物的表面贴合。由于填充物具有导电导热性能，如采用石墨等作为填充物，当电磁感应线圈交流电后在填充物形成的填充层中能够形成涡流效应，产生大量的热量对焊区进行加热，从而保证加热效果。

Description

电磁感应加热铸锻件异形表面的方法

技术领域

本发明属于铸件、锻件焊接后应力消除处理领域，具体的是电磁感应加热铸锻件异形表面的方法。

背景技术

目前电磁感应设备用于铸钢件缺陷焊补后的局部热处理已经得到普及，具体操作时，将电磁感应设备安装于铸钢件补焊区的表面，电磁感应设备通电对补焊区进行升温加热到一定温度，然后保温一定时间，最后进行降温。然而，该方式对表面较平整的铸钢件局部热处理取得了良好的效果，但是对于铸钢件异形面，由于电磁感应设备与铸钢件异形面尤其是凹型异形面、孔状内腔面出现无法良好贴合的现象，导致加热效率低下甚至无法加热等情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，以保证电磁感应设备与待加热铸件表面的贴合度，确保加热效果。

本发明采用的技术方案是：电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，首先，在待加热件的异形区内填充导热、导电填充物，使填充物表面呈平整的平面；所述异形区为待加热件表面的凹陷区或者孔状内腔，在所述异形区内形成有焊区；然后，将电磁感应线圈设置于填充物的表面，进行通电加热。

进一步的，在填充物与电磁感应线圈之间还设置有保温层，所述保温层覆盖于填充物的表面，且使保温层的外表面呈平整的平面。

进一步的，所述保温层为保温棉。

进一步的，所述填充物为石墨。

进一步的，在涂覆填充物之前，在异形区内的焊区上点焊数支热电偶，所述热电偶用于检测温度，并将检测的温度传递到电磁感应设备，电磁感应设备得到控制温度，电磁感应设备根据控制温度自动调整电磁感应线圈的加热速率。

进一步的，在加热、保温过程中，对小面积和一般焊区，所述控制温度为数支热电偶的最高检测温度；对大面积焊区所述控制温度为数支热电偶检测温度的平均值；对超深焊区，所述控制温度为数支热电偶的最小检测温度；在降温过程中，所述控制温度为数支热电偶的最小检测温度。

进一步的，所述异形区内的焊区数量为N；N＝1时，数支热电偶分别安装于所述焊区中心、焊区中心与焊缝连线的中点上以及焊缝上；N＞1时，热电偶数量与焊区数量相等，且各焊区中心安装一支热电偶。

进一步的，所述填充物的厚度为小于或者等于50mm。

进一步的，所述保温层的厚度为10-30mm。

进一步的，电磁感应线圈中心与异形区的中心或填充物的中心相重合。

进一步的，电磁感应线圈中心与异形区的中心或填充物的中心相重合。

本发明的有益效果是：本发明，通过在待加热件的异形区内填充导热、导电填充物，且填充物表面呈平整的平面，使得异形区的表面尽量趋于平整，使电磁感应线圈能够与填充物的表面贴合。由于填充物具有导电导热性能，如采用石墨等作为填充物，当电磁感应线圈交流电后在填充物形成的填充层中能够形成涡流效应，产生大量的热量对焊区进行加热，从而保证加热效果。

通过覆盖保温层不仅对填充物与电磁感应线圈起到隔离作用，防止涡流效应产生的热量烧坏电磁感应线圈，而且还可以迫使涡流效应的热量向异形区传递，从而更提高了加热效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为异形区内仅有一个焊区时的热电偶分布示意图；

图3为异形区内有多个焊区时的热电偶分布示意图。

图中，异形区1、填充物2、保温层3、热电偶4、电磁感应线圈5、焊区6、焊缝61。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：

电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，首先，在待加热件的异形区1内填充导热、导电填充物2，使填充物2表面呈平整的平面；所述异形区1为待加热件表面的凹陷区或者孔状内腔，在所述异形区1内形成有焊区6；然后，将电磁感应线圈5设置于填充物2的表面，进行通电加热。

本发明，通过在待加热件的异形区1内填充导热、导电填充物2，且填充物2表面呈平整的平面，使得异形区1的表面尽量趋于平整，使电磁感应线圈5能够与填充物2的表面贴合。由于填充物2具有导电导热性能，如采用石墨等作为填充物，当电磁感应线圈5交流电后在填充物2形成的填充层中能够形成涡流效应，产生大量的热量对焊区进行加热，从而保证加热效果。

为了进一步提高加热效果，优选的，在填充物2与电磁感应线圈5之间还设置有保温层3，所述保温层3覆盖于填充物2的表面，且使保温层3的外表面呈平整的平面。

覆盖保温层3不仅对填充物2与电磁感应线圈5起到隔离作用，防止涡流效应产生的热量烧坏电磁感应线圈5，而且还可以迫使涡流效应的热量向异形区1传递，从而更提高了加热效果。

保温层3可以为保温板或者保温棉等，由于异形区1面积不会太大，使用保温板需要切割等，不便于使用，为了避免上述问题，优选的，所述保温层3为保温棉。

填充物2可以为铜、银或铝等制品。优选的，所述填充物2为石墨。

为了检测焊区温度，以控制加热速率，优选的，如图2和图3所示，在涂覆填充物2之前，在异形区1内的焊区6上点焊数支热电偶4，所述热电偶4用于检测温度，并将检测的温度传递到电磁感应设备，电磁感应设备得到控制温度，电磁感应设备根据控制温度自动调整电磁感应线圈5的加热速率。

数支热电偶4的设置，保证了温度检测的准确性。电磁感应设备根据数支热电偶4实测的反馈数据进行自动调整加热速率，保温热补偿，降温热补偿等参数，操作方式较为简便、有效、经济实惠且能够保证加热精度。

优选的，在加热、保温过程中，对小面积焊区和一般焊区，所述控制温度为数支热电偶4的最高检测温度；对大面积焊区所述控制温度为数支热电偶4检测温度的平均值；对超深焊区，所述控制温度为数支热电偶4的最小检测温度；在降温过程中，所述控制温度为数支热电偶4的最小检测温度。

一般的，体积性焊区按其长度、宽度和深度进行分类，分类情况如下表所示：

为了能提高测温的准确度，优选的，所述异形区1内的焊区6数量为N；如图2所示，N＝1时，数支热电偶4分别安装于所述焊区6中心、焊区6中心与焊缝61连线的中点上以及焊缝61上；如图3所示，N＞1时，热电偶4数量与焊区6数量相等，且各焊区6中心安装一支热电偶4。

优选的，所述填充物2的厚度为小于或者等于50mm。

根据实际使用的效果，填充物2的厚度为小于或者等于50mm时加热效果较明显，填充物大大超过50mm时，电磁感应设备实际功率、瞬时工作电流急剧增加。

优选的，所述保温层3的厚度为10-30mm。保温层3低于10mm隔热效果不佳，保温层3高于30mm，削弱电磁感应设备的加热效果。

为了保证电磁感应线圈5通电后异形区1受热的均匀性，优选的，电磁感应线圈5中心与异形区1的中心或填充物2的中心相重合。

实施例：对某高温合金材质的铸钢件凹形面内的缺陷进行焊补后测得焊区表面硬度分布为HB300-HB450。然后，对该铸钢件凹形面的补焊区采用以下方法进行热处理：

首先在补焊区点焊数支铠装热电偶作为监控实时温度数据的反馈源；接着在补焊区内涂覆填充石墨粉末或石墨块并夯实，涂覆厚度50mm；然后在石墨粉末区域上面覆盖一层30mm的保温棉，并使保温棉紧密贴合并被固定；最后在保温棉上压一个略大于石墨粉末区域的电磁感应线圈进行加热，电磁感应线圈与补焊区中心相重合；电源接通后热电偶实测温度不断升高，升温速率一般控制在60-300℃/h，保温温度为560-730℃，保温时间根据焊区深度确定为4-12h；保温结束后降温速率为30-80℃/h。

处理后，测得焊区表面硬度分布为HB220-HB280，满足该材料的标准要求。

Claims (10)

1.电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：首先，在待加热件的异形区(1)内填充导热、导电填充物(2)，使填充物(2)表面呈平整的平面；所述异形区(1)为待加热件表面的凹陷区或者孔状内腔，在所述异形区(1)内形成有焊区(6)；然后，将电磁感应线圈(5)设置于填充物(2)的表面，进行通电加热。

2.如权利要求1所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：在填充物(2)与电磁感应线圈(5)之间还设置有保温层(3)，所述保温层(3)覆盖于填充物(2)的表面，且使保温层(3)的外表面呈平整的平面。

3.如权利要求2所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：所述保温层(3)为保温棉。

4.如权利要求1-3任意一项权利要求所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：所述填充物(2)为石墨。

5.如权利要求1-3任意一项权利要求所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：在涂覆填充物(2)之前，在异形区(1)内的焊区(6)上点焊数支热电偶(4)，所述热电偶(4)用于检测温度，并将检测的温度传递到电磁感应设备，电磁感应设备得到控制温度，电磁感应设备根据控制温度自动调整电磁感应线圈(5)的加热速率。

6.如权利要求5所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：在加热、保温过程中，对小面积和一般焊区，所述控制温度为数支热电偶(4)的最高检测温度；对大面积焊区所述控制温度为数支热电偶(4)检测温度的平均值；对超深焊区，所述控制温度为数支热电偶(4)的最小检测温度；在降温过程中，所述控制温度为数支热电偶(4)的最小检测温度。

7.如权利要求5所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：

所述异形区(1)内的焊区(6)数量为N；N＝1时，数支热电偶(4)分别安装于所述焊区(6)中心、焊区(6)中心与焊缝(61)连线的中点上以及焊缝(61)上；N＞1时，热电偶(4)数量与焊区(6)数量相等，且各焊区(6)中心安装一支热电偶(4)。

8.如权利要求1或2或3所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：所述填充物(2)的厚度为小于或者等于50mm。

9.如权利要求2或3所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：所述保温层(3)的厚度为10-30mm。

10.如权利要求1或2或3所述的电磁感应加热铸锻件异形表面的方法，其特征在于：电磁感应线圈(5)中心与异形区(1)的中心或填充物(2)的中心相重合。

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