CN114143925B - 一种多路智能控制感应加热装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多路智能控制感应加热装置及方法。该装置通过电磁感应加热电源单元与加热模块的设置，解决多路焊缝协同加温的技术问题。本发明能够对焊缝进行焊前预热、道间温度保持及后热保温处理的单独或协同加温、控温，并记录加热曲线，利用多路智能控制感应装置能够在高强钢长焊缝焊接前同步开始预热，确保同一焊缝同时开始施焊，实现单独控制各工位道间温度和焊后协同同步加温保温，满足高强钢焊接工艺要求，获得高质量焊缝，避免焊缝产生冷裂纹，提高产品安全性。此外，电磁感应加热可比远红外加热节省电能30%以上，加热模块表面温度低于100℃，改善施工环境，降低施工人员高温烫伤风险。适宜作为多路智能控制感应加热装置及方法应用。

Description

一种多路智能控制感应加热装置及方法

技术领域

本发明涉及压力容器焊接领域，尤其涉及高强钢焊接预、后加温多路加热装置及方法，具体的说是一种多路智能控制感应加热装置及方法。

背景技术

压力容器结构常用低合金高强钢，该类钢通过焊接前预热、焊接过程中保持道间温度及焊后立即后热处理工艺措施，解决焊接接头产生延迟裂纹问题，从而保障焊缝质量和结构安全。

目前加温设备可以控制多路加热片同时加温，多点测量不同位置温度，但仅能按一路测温热电偶反馈温度进行控制加温及保温，并纸质记录这一路控温曲线。

该设备可以满足高强钢焊接加温需求，但随着焊缝长度增大及钢板厚度增厚，难以满足每个工位单路升温速率单独控制，多路智能协调控制和每个工位位置预热、道温保持及后热全过程控温记录的焊接工艺要求，导致长度较长焊缝多工位施焊时，每台设备加温多个工位、各路间温差大不能单独控制每个工位温度，也不能协调控制各工位加热温度，故无法保证一道焊缝同时开始施焊、道间温度单独控制和同步立即后热的工艺条件，使高强钢焊缝产生冷裂纹风险加大，结构变形和焊接质量控制难度增加如出现不能不及时后热情况，将影响焊缝质量和结构安全性。

发明内容

为了解决高强钢长焊缝焊接预热、道间温度保持及立即后热加温工序各工位无法单独控温、保温及各工位无法协同加温，且不能每一路记录控制过程曲线等高强钢焊接加温记录技术问题，本发明提出了一种多路智能控制感应加热装置及方法。该装置通过电磁感应加热电源单元与加热模块的设置，解决多路焊缝协同加温的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种多路智能控制感应加热装置，包括柜式智能控制感应加热电源柜本体和温控回路，

所述柜本体主要由显示器、记录仪、加热电源单元、蜂鸣器组成，

其中，在柜本体下部并列设有多个加热电源单元，在加热单元上方嵌装有显示器，在显示器一侧并列设有与加热电源单元数量对应的记录仪，所述加热电源单元与记录仪电路信号连接；显示器上还设有电源开关，用于开启和关闭电源加热模块的电源；

所述电热电源单元为电磁感应加热电源，为两个、四个、六个或八个，每个功率≤30KW；

每加热电源单元设有三个插口，其中两个插口通过插接电缆和快速接头与加热模块连接，并利用固定压马将加热模块固定在待加热焊缝上，另一插口插接一根带馈线热电偶,该热电偶固定在同组加热电源单元的加热模块加热位置反面测温点上，形成一路温控回路，

根据待焊接焊缝长度设置对应路数的温控回路，与柜本体共同构成成套多路智能控制感应加热装置，所述温控回路的组数应为焊缝长度的二分之一，相邻间隔设置。

一种应用多路智能控制感应加热装置的方法，其步骤如下：

第一步：焊接前，根据待焊接焊缝长度设置温控回路路数，每温控回路对应的焊缝长度为一焊接工位，将多个加热模块摆正位置，使待加热焊缝处于每加热模块宽度中心位置，调整与相邻加热模块间间距≤0.05m后，用固定压马固定在待加热焊缝后焊面加热位置；

第二步：将每加热电源单元与对应加热模块依次用电缆连接，确认连接牢固可靠；

第三步：再将每加热电源单元引出的带馈线热电偶用固定压马分别固定在距对应加热模块加热面的反面、施焊坡口一侧约0.05m处；

第四步：开启柜本体，使柜本体开机并进行设备自检，设备自检状态正常后、蜂鸣器无报警，查看记录仪内记录纸存量，同时检测每路温控回路的带馈线热电偶反馈温度是否正常；

第五步：设定工艺所需加热温度、升温速率、保温温度及保温时间等工艺参数后，操控电源开关，使多路加热模块同时开始焊前预热加温，并同步开始记录；

第六步：因加热板厚或散热条件不同，先到温加热位置加热模块自动进入恒温保温状态，未达到设定温度部位加热模块继续加温；

第七步：每路加温控回路全部达到设定温度时，装置蜂鸣提示，多焊接工位能够同时开始施焊，本发明各路进入独立道间温度保持状态；

第八步：各温控回路的温度随焊接温度变化，各路自动控制各自加热位置温度保持在道间温度下限以上，温度高于道间温度上限自动停止加温，温度接近下限温度时自动加温保持，各路自独立控制，独立记录；

第九步：先焊接结束的焊接工位对应加热模块进入道间温度恒温保持，等待剩余焊接工位全部焊接结束后，同步开始进行后热升温；

第十步：先到达后热温度位置加热模块进入恒温保温状态，待其余位置全部达到后热温度后，多路温控回路同时进入保温状态，并开始保温计时至规定时长后结束加温工作，同步停止各路记录，并打印记录曲线；即完成一道焊缝预热、道间温度保持及后热保温全过程加温控制和记录。

积极效果，本发明通过多路智能控制感应装置，能够对焊缝进行焊前预热、道间温度保持及后热保温处理的单独或协同加温、控温，并记录加热曲线，利用多路智能控制感应装置能够在高强钢长焊缝焊接前同步开始预热，确保同一焊缝同时开始施焊，实现单独控制各工位道间温度和焊后协同同步加温保温，满足高强钢焊接工艺要求，获得高质量焊缝，避免焊缝产生冷裂纹，提高产品安全性。此外，电磁感应加热可比远红外加热节省电能30%以上，加热模块表面温度低于100℃，改善施工环境，降低施工人员高温烫伤风险。适宜作为多路智能控制感应加热装置及方法应用。

附图说明

图1为本发明单组温控回路结构示意图。

图中，1.柜本体，2.加热电源单元，3.加热模块，4.电缆，5.快速接头，6.带馈线热电偶，7.固定压马，8.记录仪，9.显示器，10.焊接工位，11.待加热焊缝，12.蜂鸣器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

参阅说明书附图，一种多路智能控制感应加热装置，包括柜式智能控制感应加热电源柜本体1和温控回路，所述柜本体1主要由显示器9、记录仪8、加热电源单元2、蜂鸣器12组成，

其中，在柜本体1下部并列设有多个加热电源单元2，在加热单元3上方嵌装有显示器9，在显示器9一侧并列设有与加热电源单元2数量对应的记录仪8，所述加热电源单元2与记录仪8电路信号连接，用于记录显示加热电源单元2的加热信号；显示器9上还设有电源开关，用于开启和关闭加热电源单元2电源；

所述电热电源单元2为电磁感应加热电源，为两个、四个、六个或八个，每个功率≤30KW；

每加热电源单元2设有三个插口，其中两个插口通过插接电缆4和快速接头5与加热模块3连接，并利用固定压马7将加热模块3固定在待加热焊缝11上，另一插口插接一根带馈线热电偶6,该热电偶固定在同组加热电源单元2的加热模块3加热位置反面测温点上，形成一路温控回路，

所述带馈线热电偶6能够将温度信号反馈至记录仪8；

所述柜本体上顶部还设有蜂鸣器12，用于提示装置工作状态，与柜本体1内自保护电路和温控回路分别电路连接，当柜本体1发生短路等异常情况时，自保护电路工作自动断电，并同时带动蜂鸣器12工作进行蜂鸣提示；或当温控回路达到设定温度后，蜂鸣器12蜂鸣提示。

根据待加热焊缝11长度设置对应路数的温控回路，与柜本体1共同构成成套多路智能控制感应加热装置，所述温控回路的路数应为焊缝长度的二分之一，相邻间隔设置。

所述记录仪8内置记录纸，便于打印输出记录数据。

一种应用多路智能控制感应加热装置的方法，其步骤如下：

第一步：焊接前，根据待加热焊缝11长度设置温控回路路数，每温控回路对应的焊缝长度为一焊接工位10，将多个加热模块3摆正位置，使待加热焊缝11处于每加热模块3宽度中心位置，调整与相邻加热模块3间间距≤0.05m后，用固定压马7固定在待加热焊缝11后焊面加热位置；

第二步：将每加热电源单元2与对应加热模块3依次用电缆4连接，确认连接牢固可靠；

第三步：再将每加热电源单元2引出的带馈线热电偶6用固定压马7分别固定在距对应加热模块3加热面的反面、施焊坡口一侧约0.05m处；

第四步：开启柜本体，使柜本体开机并进行设备自检，设备自检状态正常后、蜂鸣器12无报警，查看记录仪8内记录纸存量，同时检测每路温控回路的带馈线热电偶6反馈温度是否正常；

第五步：设定工艺所需加热温度、升温速率、保温温度及保温时间等工艺参数后，操控电源开关，使多路加热模块3同时开始焊前预热加温，并同步开始记录；

第六步：因加热板厚或散热条件不同，先到温加热位置加热模块3自动进入恒温保温状态，未达到设定温度部位加热模块3继续加温；

第七步：每路加温控回路全部达到设定温度时，装置蜂鸣提示，多焊接工位10能够同时开始施焊，本发明各路进入独立道间温度保持状态；

第八步：各温控回路的温度随焊接温度变化，各路自动控制各自加热位置温度保持在道间温度下限以上，温度高于道间温度上限自动停止加温，温度接近下限温度时自动加温保持，各路自独立控制，独立记录；

第九步：先焊接结束的焊接工位10对应加热模块3进入道间温度恒温保持，等待剩余焊接工位10全部焊接结束后，同步开始进行后热升温；

第十步：先到达后热温度位置加热模块3进入恒温保温状态，待其余位置全部达到后热温度后，多路温控回路同时进入保温状态，并开始保温计时至规定时长后结束加温工作，同步停止各路记录，并打印记录曲线；即完成一道焊缝预热、道间温度保持及后热保温全过程加温控制和记录。

下面焊接压力容器分段横焊环缝长度32M为例，进一步说明本发明：

以2M为划分，将待加热焊缝11划分为为16个焊接工位10，每焊接工位10敷设一加热模块3，使待加热焊缝11处于每加热模块3宽度中心位置，调整与相邻加热模块3间间距≤0.05m，取两台由八个电热电源单元2构成的控制感应加热装置同时作业：

第一步：焊接前，将两台控制感应加热装置的十块2M长×0.3M宽的加热模块3敷设在待加热耐压分段环焊缝上已划分好的十六个焊接工位10焊缝位置，使待加热焊缝11处于加热模块3宽度中心位置，调整与相邻加热模块3间的间距≤0.05m后，用固定压马7将加热模块3固定；

第二步：分别将两套装置的十六个加热电源单元2与对应的十六个加热模块3用电缆4的两端快速接头5依次连接，确认连接正确，且快速接头5连接牢固可靠；

第三步：再将十六个加热电源单元2引出的带馈线热电偶6用固定压马7分别固定在距对应加热模块3加热面的反面施焊坡口一侧约0.05m测温点处；

第四步：启动加热装置的柜本体1开机，装置自检状态正常后，查看记录仪8记录纸量是否充足，检测每路带馈线热电偶6反馈温度是否正常；

第五步：依据工艺要求，设定加热温度、升温速率、保温温度及保温时间等工艺参数后，触按电源显示器9上开始键，每路加热模块3同时开始焊前预热加温，并同步开始记录；

第六步：因加热板厚不同或散热条件不同时，先到温加热部位自动进入恒温保温状态，未达到设定温度部位加热模块3继续加温；

第七步：各路全部达到设定温度时，柜本体1上的蜂鸣器12蜂鸣提示，能够同时开始施焊，本发明进入道间温度保持状态；

第八步：加热模块3依据各焊接工位10的温度状态，自动控制各自加热位置温度保持在道间温度下限以上，温度高于道间温度上限自动停止加温，温度接近下限温度时自动加温保持，各路自动独立控制，记录仪8独立记录；

第九步：先焊接结束焊接工位10对应加热模块3进入道间温度恒温保持，等待剩余焊接工位10全部焊接结束后，同步开始进行后热升温；

第十步：先到达后热温度位置加热模块3进入恒温保温状态，待其余位置全部达到后热温度后，十六路温控回路同时进入保温状态，并开始保温计时，到达规定保温时长后，自动结束加温工作，同步停止各路记录，并打印记录曲线，触按设备显示器9上关机键，即完成一道耐压分段环焊缝预热、道间温度保持及后热保温全过程加温、控制和记录。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

一种多路智能控制感应加热装置包括柜式智能控制感应加热电源柜本体（1）和温控回路，所述柜本体（1）主要由显示器（9）、记录仪（8）、加热电源单元（2）、蜂鸣器（12）组成；

其中，在柜本体（1）下部并列设有多个加热电源单元（2），在加热电源单元（2）上方嵌装有显示器（9），在显示器（9）一侧并列设有与加热电源单元（2）数量对应的记录仪（8），所述加热电源单元（2）与记录仪（8）电路信号连接，用于记录显示加热电源单元（2）的加热信号；

每加热电源单元（2）设有三个插口，其中两个插口通过插接电缆（4）和快速接头（5）与加热模块（3）连接，并利用固定压马（7）将加热模块（3）固定在待加热焊缝（11）上，另一插口插接一根带馈线热电偶（6）,该热电偶固定在同组加热电源单元（2）的加热模块（3）加热位置反面测温点上，形成一路温控回路；

应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其步骤如下：

第一步：焊接前，根据待加热焊缝（11）长度设置温控回路路数，每温控回路对应的焊缝长度为一焊接工位（10），将多个加热模块（3）摆正位置，使待加热焊缝（11）处于每加热模块（3）宽度中心位置，调整相邻加热模块（3）间间距≤0.05m后，用固定压马（7）固定在待加热焊缝（11）后焊面加热位置；

第二步：将每加热电源单元（2）与对应加热模块（3）依次用电缆（4）连接，确认连接牢固可靠；

第三步：再将每加热电源单元（2）引出的带馈线热电偶（6）用固定压马（7）分别固定在距对应加热模块（3）加热面的反面、施焊坡口一侧0.05m处；

第四步：开启柜本体，使柜本体开机并进行设备自检，设备自检状态正常后、蜂鸣器（12）无报警，查看记录仪（8）内记录纸存量，同时检测每路温控回路的带馈线热电偶（6）反馈温度是否正常；

第五步：设定工艺所需加热温度、升温速率、保温温度及保温时间工艺参数后，操控电源开关，使多路加热模块（3）同时开始焊前预热加温，并同步开始记录；

第六步：因加热板厚或散热条件不同，先到温加热位置加热模块（3）自动进入恒温保温状态，未达到设定温度部位加热模块（3）继续加温；

第七步：每路温控回路全部达到设定温度时，装置蜂鸣提示，多焊接工位（10）能够同时开始施焊，各路进入独立道间温度保持状态；

第八步：各温控回路的温度随焊接温度变化，各路自动控制各自加热位置温度保持在道间温度下限以上，温度高于道间温度上限自动停止加温，温度接近下限温度时自动加温保持，各路自独立控制，独立记录；

第九步：先焊接结束的焊接工位（10）对应加热模块（3）进入道间温度恒温保持，等待剩余焊接工位（10）全部焊接结束后，同步开始进行后热升温；

第十步：先到达后热温度位置加热模块（3）进入恒温保温状态，待其余位置全部达到后热温度后，多路温控回路同时进入保温状态，并开始保温计时至规定时长后结束加温工作，同步停止各路记录，并打印记录曲线；即完成一道焊缝预热、道间温度保持及后热保温全过程加温控制和记录。

2.根据权利要求1所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述柜本体上顶部还设有蜂鸣器（12），用于提示装置工作状态。

3.根据权利要求2所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述蜂鸣器（12）与柜本体（1）内自保护电路电路连接，当柜本体（1）发生短路异常情况时，自保护电路工作自动断电，并同时带动蜂鸣器（12）工作进行蜂鸣提示。

4.根据权利要求2所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述蜂鸣器（12）与温控回路电路连接，当温控回路达到设定温度后，蜂鸣器（12）蜂鸣提示。

5.根据权利要求1所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述显示器（9）上还设有电源开关，用于开启和关闭加热电源单元（2）电源。

6.根据权利要求1所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述加热电源单元（2）为电磁感应加热电源，为两个、四个、六个或八个，每个功率≤30KW。

7.根据权利要求1所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述带馈线热电偶（6）能够将温度信号反馈至记录仪（8）。

8.根据权利要求7所述的应用一种多路智能控制感应加热装置的方法，其特征在于：

所述记录仪（8）内置记录纸，用于打印输出记录数据。