CN214024169U - 模块化预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型模块化预热装置，属于焊接领域，目的是预防构件预热变形。包括加热体，加热体包括远红外线加热陶瓷片，还包括温度控制器和温度传感器；温度传感器与温度控制器相连接，其监测待预热件的温度信息，将温度信息转换为电信号，并将电信号传递给温度控制器，温度控制器与远红外线加热陶瓷片相连接，控制加热体的温度。本实用新型，每个远红外线加热陶瓷片在相同电流的控制下发热量大致相等，且各个远红外线加热陶瓷片各个位置的发热量也大致相等，从而能够达到均匀加热的目的。再者，通过电流调节加热速率，通过铺设面积调控加热范围，使加热区域可控。在加热温度均匀性以及加热区域可控下进行预热，有效解决了待预热件变形的问题。

Description

模块化预热装置

技术领域

本实用新型属于焊接领域，具体的是模块化预热装置。

背景技术

随着我国从制造大国向制造强国的转变，产业结构升级不断深化，复杂焊件的变形控制要求越来越高。如核电设备反应堆压力容器的支座组件，该构件是实现设备与电站土建基础牢固准确连接的重要组成部分，其承力条件复杂，需要承受弯力、摩擦力以及剪切力等多方向的应力，结构紧凑，需要保证土建与上方压力容器三大主要管嘴的精确连接，尺寸要求高。该结构件材质为Q420D，在焊接过程中，需要焊前预热。

焊接预热在重要构件和厚度较大部件的焊接中，属于关键环节，它通过提升母材温度，达到降低焊接区域强度，增加焊接区塑性，降低焊接开裂风险的目的。并且，母材整体温度的提高降低了焊后冷却速度，减少了热影响区中淬硬组织的比例，降低了冷裂纹产生的几率。因此焊前预热对减少应力和开裂十分重要。选择均匀、适当的加热方式进行焊前预热，能够有效预防变形和开裂，反之，不但可能达不到减少应力的效果，反而产生新的变形。

类似该核电设备反应堆压力容器的支座组件的构件在焊接制造过程均需要焊前预热 150℃以上，并控制层间温度不超过240℃。传统的预热方式是采用天然气火焰预热。这是行业内最常见的焊接预热方法，然而这种预热方法并不适用于复杂结构的高精度焊件。在薄板散热片与中厚板的顶板间的焊缝的预热中，发现了严重的散热片的波浪变形。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模块化预热装置，预防构件预热变形。

本实用新型采用的技术方案是：模块化预热装置，包括加热体，所述加热体包括远红外线加热陶瓷片，还包括温度控制器和温度传感器；所述温度传感器与温度控制器相连接，其监测待预热件的温度信息，将温度信息转换为电信号，并将电信号传递给温度控制器，所述温度控制器与远红外线加热陶瓷片相连接，控制加热体的温度。

进一步的，所述加热体还包括保温材料形成的保温层，所述远红外线加热陶瓷片的一侧为加热工作面，另一面为外表面，所述保温层铺设于远红外线加热陶瓷片的外表面。

进一步的，所述加热体还包括外壳，所述外壳呈凹槽状，由所述远红外线加热陶瓷片和保温层卡接于外壳的凹槽内形成整体结构，且保温层夹持于远红外线加热陶瓷片的外表面与外壳之间。

进一步的，还包括用于将加热体与待加热件装卡的夹具。

进一步的，所述夹具包括夹持部和锁紧件；所述夹持部为槽体结构，包括槽底壁和两侧的槽侧壁；所述锁紧件为螺杆，螺杆一端穿过其中一侧的槽侧壁延伸至夹持部的槽内，且螺杆与对应槽侧壁螺纹连接；由另一侧槽侧壁的内表面与螺杆构成夹紧区。

进一步的，所述螺杆的另一端设置有手柄。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的模块化预热装置，采用远红外线加热陶瓷片作为热源，其形状和大小可根据受热面的形状来定制或者摆放，每个远红外线加热陶瓷片在相同电流的控制下发热量大致相等，且各个远红外线加热陶瓷片各个位置的发热量也大致相等，从而能够达到均匀加热的目的。再者，远红外线加热陶瓷片可通过电流调节加热速率，通过铺设面积调控加热范围，使加热区域可控。在加热温度均匀性以及加热区域可控下进行预热，有效解决了待预热件变形的问题，还提升了自动化程度，简化了操作过程，还降低了劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为加热体分解图；

图3为图1的A处局部放大图。

图中，加热体1、远红外线加热陶瓷片11、保温层12、外壳13、温度传感器2、温度控制器3、夹具4、槽底壁41、槽侧壁42、螺杆43、手柄44、待预热件5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

模块化预热装置，如图1或图3所示，包括加热体1，所述加热体1包括远红外线加热陶瓷片11，还包括温度控制器3和温度传感器2；所述温度传感器2与温度控制器3相连接，其监测待预热件5的温度信息，将温度信息转换为电信号，并将电信号传递给温度控制器3，所述温度控制器3与远红外线加热陶瓷片11相连接，控制加热体1的温度。

本实用新型的发明人分析火焰预热出现变形的原因如下，其一、火焰在非绝热条件下作为热源，受对流、燃烧物反应热、受热面角度等多方面影响，在平板上形成的温度区域一般而言是分层的椭球型，且每层温度不同；其二、受到气流和被加热物体的形状影响，对复杂工件加热时，加热区域不受控制。上述两个原因引发变形，而在核电预埋件等复杂焊接中，这种变形难以矫正。

本实用新型公开的模块化预热装置，远红外线加热陶瓷片11在电流作用下能够发出热定坡长的远红外光波，照射在待预热件5的表面，待预热件5吸收远红外波温度升高。该远红外线加热陶瓷片11的形状和大小可根据受热面的形状来定制或者摆放，每个远红外线加热陶瓷片11在相同电流的控制下发热量大致相等，且各个远红外线加热陶瓷片11各个位置的发热量也大致相等，从而能够达到均匀加热的目的。再者，远红外线加热陶瓷片11可通过电流调节加热速率，通过铺设面积调控加热范围，从而解决了加热区域不可控的问题，还杜绝了明火和可燃气体的安全隐患，实现了清洁加热。通电后，远红外线加热陶瓷片11根据温控控制器3内预设的调温曲线进行升温。温度控制器3为现有技术，温度传感器2监测实时加热温度信息，并将温度信息转化成电信号传递给温度控制器3，温度控制器3将接收到的电信号与其预设的温度值进行比较，若实时加热温度值低于预设温度，则温度控制器3则输出控制信号，增大流经远红外线加热陶瓷片11电流，从而控制远红外线加热陶瓷片11升温；反之亦然。极大的增强了预热过程的可控性，提升了自动化程度，简化了操作过程，还降低了劳动强度。

为了避免热量散发，优选的，如图2所示，所述加热体1还包括保温材料形成的保温层 12，所述远红外线加热陶瓷片11的一侧为加热工作面，另一面为外表面，所述保温层12铺设于远红外线加热陶瓷片11的外表面。保温层12的设置避免远红外线加热陶瓷片11在加热待预热件5的同时，远红外线加热陶瓷片11的外表面散热，导致加热温度达不到预热要求。

由于加热环境复杂，不具备给远红外线加热陶瓷片11覆盖保温棉的条件，故，优选的，所述加热体1还包括外壳13，所述外壳13呈凹槽状，由所述远红外线加热陶瓷片11和保温层12卡接于外壳13的凹槽内形成整体结构，且保温层12夹持于远红外线加热陶瓷片11的外表面与外壳13之间。

通过外壳13将远红外线加热陶瓷片11和保温层12集成在一起，使得加热、保温合二为一，解决了散热问题的同时，也解决了保温棉安装不便的问题。

优选的，为了使加热体1能准确对待加热件进行加热，还包括用于将加热体1与待加热件装卡的夹具4。

优选的，如图2所示，所述夹具4包括夹持部和锁紧件；所述夹持部为槽体结构，包括槽底壁41和两侧的槽侧壁42；所述锁紧件为螺杆43，螺杆43一端穿过其中一侧的槽侧壁42延伸至夹持部的槽内，且螺杆43与对应槽侧壁42螺纹连接；由另一侧槽侧壁42的内表面与螺杆43构成夹紧区。

该夹具4结构简单，使用方便。能够使远红外线加热陶瓷片11的加热工作面贴合待预热件5的待预热表面，保证预热效果。使用时，螺杆43顶靠外壳13，使得螺杆43的温度低，利于驱动螺杆43移动。

为了利于手动装卡，所述螺杆43的另一端设置有手柄44。

Claims (5)

1.模块化预热装置，包括加热体(1)，其特征在于：所述加热体(1)包括远红外线加热陶瓷片(11)，还包括温度控制器(3)和温度传感器(2)；所述温度传感器(2)与温度控制器(3)相连接，其监测待预热件的温度信息，将温度信息转换为电信号，并将电信号传递给温度控制器(3)，所述温度控制器(3)与远红外线加热陶瓷片(11)相连接，控制加热体(1)的温度；所述加热体(1)还包括保温材料形成的保温层(12)，所述远红外线加热陶瓷片(11)的一侧为加热工作面，另一面为外表面，所述保温层(12)铺设于远红外线加热陶瓷片(11)的外表面。

2.如权利要求1所述的模块化预热装置，其特征在于：所述加热体(1)还包括外壳(13)，所述外壳(13)呈凹槽状，由所述远红外线加热陶瓷片(11)和保温层(12)卡接于外壳(13)的凹槽内形成整体结构，且保温层(12)夹持于远红外线加热陶瓷片(11)的外表面与外壳(13)之间。

3.如权利要求2所述的模块化预热装置，其特征在于：还包括用于将加热体(1)与待加热件装卡的夹具(4)。

4.如权利要求3所述的模块化预热装置，其特征在于：所述夹具(4)包括夹持部和锁紧件；所述夹持部为槽体结构，包括槽底壁(41)和两侧的槽侧壁(42)；所述锁紧件为螺杆(43)，螺杆(43)一端穿过其中一侧的槽侧壁(42)延伸至夹持部的槽内，且螺杆(43)与对应槽侧壁(42)螺纹连接；由另一侧槽侧壁(42)的内表面与螺杆(43)构成夹紧区。

5.如权利要求4所述的模块化预热装置，其特征在于：所述螺杆(43)的另一端设置有手柄(44)。

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