CN213196233U - 一种热退火宽厚板焊缝冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，包括上部冷却机构、下部冷却机构、固定支架和控制系统；固定支架沿焊缝方向设在钢带上方，上部冷却机构设在焊缝上方并与固定支架连接，下部冷却机构设在焊缝下方；上部冷却机构包括水汽两用喷射梁、气雾喷嘴、上部压缩空气供气管路、上部冷却水供水管路，上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路与水汽两用喷射梁连接，上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路设置气水串联管路；下部冷却机构包括下部压缩空气喷射梁、空气喷嘴和下部压缩空气供气管路；下部压缩空气供气管路连接下部压缩空气喷射梁。本实用新型的有益效果是结构简单，便于制作，投资省，见效快，节约了成本提高生产线产能。

Description

一种热退火宽厚板焊缝冷却装置

技术领域

本实用新型属于热退火宽厚板不锈钢焊接技术领域，尤其涉及一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，保证热退火宽厚板生产线连续运行。

背景技术

热退火宽厚板生产线，钢带厚度规格别为2.6—16mm，宽度为1000—1530mm，前后钢带的头尾部通过MIG焊机(中文名称：熔化极惰性气体保护焊)进行对接焊。为保证热退火宽厚板生产线的连续运行，要求整个焊接过程控制在6min以内，否则会造成活套拉空而造成工艺段停车。焊接过程中，由于焊接电流大、速度慢，当焊接完成将焊缝移至检查位置并切除月牙后，焊缝温度在200℃～350℃之间或以上。厚度在7mm以上的钢带焊接作业后，其焊缝高温问题一直是困扰宽厚板生产线连续作业的障碍。现有技术中，一些企业采用水冷防水最钢带焊缝进行冷却，但水冷最大弊端是导致钢带焊缝产生氢裂纹、气孔，焊接强度大大降低，容易引起断带。还有一些企业通过采用压缩空气对焊缝冷却，但冷却120s(2min)后温度仍然大于(80～150)℃，由于整个焊接过程时间的控制因素，不能等到冷却完全降温即进入后道工序，而焊接后道工序通过的夹送辊、张力辊辊辊面材质为衬20mm PU(聚氨酯材料)。钢带焊接后直接运行，焊缝温度大于90℃，使得钢带表面发生黏胶现象，影响钢带表面质量，同时对夹送辊、张力辊的辊面造成损坏，大大降低夹送辊、张力辊的使用寿命。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中一些企业采用水冷防水最钢带焊缝进行冷却，但水冷最大弊端是导致钢带焊缝产生氢裂纹、气孔，焊接强度大大降低，容易引起断带。还有一些企业通过采用压缩空气对焊缝冷却，但冷却120s(2min)后温度仍然大于(80～150)℃，由于整个焊接过程时间的控制因素，不能等到冷却完全降温即进入后道工序，而焊接后道工序通过的夹送辊、张力辊辊辊面材质为衬20mm PU(聚氨酯材料)。钢带焊接后直接运行，焊缝温度大于90℃，使得钢带表面发生黏胶现象，影响钢带表面质量，同时对夹送辊、张力辊的辊面造成损坏，大大降低夹送辊、张力辊的使用寿命等问题，本实用新型的目的在于提供一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，结构简单、冷却效率高、能耗节俭可以实现对焊缝快速冷却，从而达到缩短焊接冷却时长、提高生产线产能、节约生产线设备维护成本和改善产品品质。

2.技术方案

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，其特点是包括上部冷却机构、下部冷却机构、固定支架和控制系统；所述固定支架为框架结构，沿焊缝方向设置在钢带上方，所述上部冷却机构设置在焊缝上方并与固定支架连接，所述下部冷却机构设置在焊缝下方；所述上部冷却机构包括水汽两用喷射梁、气雾喷嘴、上部压缩空气供气管路、上部冷却水供水管路，所述气雾喷嘴设置在水汽两用喷射梁上，所述上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路与水汽两用喷射梁连接，所述上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路设置气水串联管路；所述下部冷却机构包括下部压缩空气喷射梁、空气喷嘴和下部压缩空气供气管路；所述空气喷嘴设置在下部压缩空气喷射梁上；所述下部压缩空气供气管路连接下部压缩空气喷射梁；所述下部压缩空气供气管路上设置下部压缩空气控制阀；所述上部冷却机构、下部冷却机构与控制系统连接。

在本实用新型一个具体的实施例中，所述上部压缩空气供气管路上设置上部压缩空气控制阀、压缩空气管路主阀门和压力表；所述上部冷却水供水管路上设置水路控制阀、水路管道主阀门、Y型过滤器、单向节流阀；所述气水串联管路上设置气水串联管路控制阀和单向阀，所述单向阀的导通方向为压缩空气流向冷却水；所述上部压缩空气供气管路与水汽两用喷射梁的连接处设置第一手动球阀，所述上部冷却水供水管路与水汽两用喷射梁的连接处设置第二手动球阀；所述气水串联管路的一端设置在上部压缩空气控制阀和第一手动球阀之间，另一端设置在水路控制阀和第二手动球阀之间。

在本实用新型一个具体的实施例中，所述空气喷嘴为拉瓦尔式空气喷嘴。

本实用新型提供的热退火宽厚板焊缝冷却装置使用方法为：完成焊接后，点动钢带17使焊缝16正好停留在水汽两用喷射梁1上的气雾喷嘴15正下方位置，控制系统启动，上部压缩空气控制阀5、下部压缩空气控制阀9和水路控制阀6同时打开，水雾瞬间在焊缝16上表面形成，水雾大小可以通过调节单向节流阀12进行调整，水雾将焊缝16上表面完全覆盖进行强制冷却，同时焊缝16下部压缩空气喷射梁2上的空气喷嘴4对焊缝16下部从钢带中心往钢带两侧方向进行冷却。总喷射时长达50S后，水路控制阀6先关闭，同时气水串联管路控制阀7打开，通过压缩空气将残留在水汽两用喷射梁1管路内的水份吹扫干净，防止运行后，残留在管路内的水滴落至钢带上表面引起污染，吹扫总时长10S后(这时焊缝16仍在水汽两用喷射梁1下方)上部压缩空气控制阀5、下部压缩空气控制阀9同时关闭，雾化冷却过程结束，控制系统控制钢带运行至后道生产线，整个冷却过程结束。

3.有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：结构简单，便于制作，投资省，见效快，体积小，占用空间少，可在焊接后段区域狭小有限的空间内安装运行，比原先单存压缩空气冷却效率高2倍以上(单存压缩空气冷却时长设定120S，改进后的气雾冷却冷却时间设定60S)，气雾冷却可以有效实现焊缝快速冷却，避免焊缝过热烫伤后段张力辊辊面而造成橡胶附着性品质缺陷，通过喷嘴结构形式变更减少了压缩空气的使用量，节约了成本还提高生产线产能。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型沿钢带运行方向正视结构示意图。

图2是本实用新型沿钢带运行方向上部喷射机构的左视结构示意图。

图中：1-水汽两用喷射梁 2-下部压缩空气喷射梁 3-固定支架 4-空气喷嘴 5-上部压缩空气控制阀 6-水路控制阀 7-气水串联管路控制阀 8-单向阀 9-下部压缩空气控制阀 10-水路管道主阀门 11-Y型过滤器 12-单向节流阀 13-压缩空气管路主阀门 14-压力表 15-气雾喷嘴 16-焊缝 17-钢带 18-上部压缩空气供气管路 19-上部冷却水供水管路 20-第一手动球阀 21-第二手动球阀22-气水串联管路 23-下部压缩空气供气管路。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对实用新型的限制。

在实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1、图2所示，一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，其特点是包括上部冷却机构、下部冷却机构、固定支架3和控制系统；固定支架3为框架结构，沿焊缝16方向设置在钢带17上方，上部冷却机构设置在焊缝16上方并与固定支架3连接，下部冷却机构设置在焊缝16下方；上部冷却机构包括水汽两用喷射梁1、气雾喷嘴15、上部压缩空气供气管路18、上部冷却水供水管路19，气雾喷嘴15设置在水汽两用喷射梁1上，上部压缩空气供气管路18和上部冷却水供水管路19与水汽两用喷射梁1连接，上部压缩空气供气管路18和上部冷却水供水管路19设置气水串联管路22；下部冷却机构包括下部压缩空气喷射梁2、空气喷嘴4和下部压缩空气供气管路23；空气喷嘴4设置在下部压缩空气喷射梁2上；下部压缩空气供气管路23连接下部压缩空气喷射梁2；下部压缩空气供气管路23上设置下部压缩空气控制阀9；上部冷却机构、下部冷却机构与控制系统连接。

上部压缩空气供气管路18上设置上部压缩空气控制阀5、压缩空气管路主阀门13和压力表14；上部冷却水供水管路19上设置水路控制阀6、水路管道主阀门10、Y型过滤器11、单向节流阀12；气水串联管路22上设置气水串联管路控制阀7和单向阀8，单向阀8的导通方向为压缩空气流向冷却水；上部压缩空气供气管路18与水汽两用喷射梁1的连接处设置第一手动球阀20，上部冷却水供水管路19与水汽两用喷射梁1的连接处设置第二手动球阀21；气水串联管路的一端设置在上部压缩空气控制阀5和第一手动球阀20之间，另一端设置在水路控制阀6和第二手动球阀21之间。

空气喷嘴4为拉瓦尔式空气喷嘴。

本实用新型提供的热退火宽厚板焊缝冷却装置使用方法为：完成焊接后，点动钢带17使焊缝16正好停留在水汽两用喷射梁11上的气雾喷嘴15正下方位置，控制系统启动，上部压缩空气控制阀5、下部压缩空气控制阀9和水路控制阀6同时打开，水雾瞬间在焊缝16上表面形成，水雾大小可以通过调节单向节流阀12进行调整，水雾将焊缝16上表面完全覆盖进行强制冷却，同时焊缝16下部压缩空气喷射梁22上的空气喷嘴4对焊缝16下部从钢带17中心往钢带17两侧方向进行冷却。总喷射时长达50S后，水路控制阀6先关闭，同时气水串联管路控制阀77打开，通过压缩空气将残留在水汽两用喷射梁11管路内的水份吹扫干净，防止运行后，残留在管路内的水滴落至钢带17上表面引起污染，吹扫总时长10S后(这时焊缝16仍在水汽两用喷射梁11下方)上部压缩空气控制阀5、下部压缩空气控制阀9同时关闭，雾化冷却过程结束，控制系统控制钢带17运行至后道生产线，整个冷却过程结束。装置不停产时，关闭水路管道主阀门10和压缩空气管路主阀门13。

另外，为检测雾化冷却效果，专门对改善前单纯压缩空气冷却和改善后的雾化冷却效果进行了对比，对比在同规格(厚度&宽度)、同材质(SUS304)焊接条件下进行。测试结果：单纯压缩空气冷却120S后钢带17焊缝16上表面测量温度为147℃，而雾化冷却60S后钢带17焊缝16上表面测量温度为87℃(张力辊工作温度MAX:100℃)完全满足工况要求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，其特征在于：包括上部冷却机构、下部冷却机构、固定支架和控制系统；所述固定支架为框架结构，沿焊缝方向设置在钢带上方，所述上部冷却机构设置在焊缝上方并与固定支架连接，所述下部冷却机构设置在焊缝下方；所述上部冷却机构包括水汽两用喷射梁、气雾喷嘴、上部压缩空气供气管路、上部冷却水供水管路，所述气雾喷嘴设置在水汽两用喷射梁上，所述上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路与水汽两用喷射梁连接，所述上部压缩空气供气管路和上部冷却水供水管路设置气水串联管路；所述下部冷却机构包括下部压缩空气喷射梁、空气喷嘴和下部压缩空气供气管路；所述空气喷嘴设置在下部压缩空气喷射梁上；所述下部压缩空气供气管路连接下部压缩空气喷射梁；所述下部压缩空气供气管路上设置下部压缩空气控制阀；所述上部冷却机构、下部冷却机构与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，其特征在于：所述上部压缩空气供气管路上设置上部压缩空气控制阀、压缩空气管路主阀门和压力表；所述上部冷却水供水管路上设置水路控制阀、水路管道主阀门、Y型过滤器、单向节流阀；所述气水串联管路上设置气水串联管路控制阀和单向阀，所述单向阀的导通方向为压缩空气流向冷却水；所述上部压缩空气供气管路与水汽两用喷射梁的连接处设置第一手动球阀，所述上部冷却水供水管路与水汽两用喷射梁的连接处设置第二手动球阀；所述气水串联管路的一端设置在上部压缩空气控制阀和第一手动球阀之间，另一端设置在水路控制阀和第二手动球阀之间。

3.根据权利要求1或2所述一种热退火宽厚板焊缝冷却装置，其特征在于：所述空气喷嘴为拉瓦尔式空气喷嘴。

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