一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺的制作方法
【专利摘要】一种锺击锻造高温焊缝的焊接新工艺，它包括有工作台，立柱，轨道横梁，伺服小车，弹性垫块，控制箱，气动源，其技术特点是：伺服小车上安装有电焊枪、气焰枪、保温盖板和至少有一个气动冲击锤，并通过控制箱控制、使其在轨道横梁上伺服移动，焊接件通过弹性块固定放在工作台上，具体工艺是：在焊接时采用气焰枪加热刚刚焊完的焊缝表面，再由至少有一个气动冲击锤不断锤击锻造高温状态下的焊缝组织，最后在保温盖板的伺服移动过程中，自动对锤击锻造过的焊缝组织保温后作正火处理。本发明能够增加构件焊接区域的组织密实度，减少焊接应力变形，消除残余应力，能够使高碳钢和合金钢在焊接领域得到广泛应用。
【专利说明】一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于金属焊接技术新工艺领域，具体地说是一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺。
【背景技术】
[0002]众所周知，金属焊接技术在机械制造，造船、治金、运输、化工、电力等行业得到广泛应用，金属构件经焊接后，在焊缝区域表面和内部会产生微小裂纹和气泡，并且存在金属金相组织密度疏松和金属综合性能降低的缺陷，影响结构的使用性能、加工精度和尺寸稳定性，降低产品的合格率，在机械使用过程中易导至破坏事故的发生。因此，长期以来，国内外学者不断地探索对于焊接过程中产生的应力变形、裂纹、气泡和残余应力等问题，并已取得了许多控制方法和研究成果，如超声冲击法中国专利申请号201010593757.8 ;振动时效中国专利申请号200710035968.8 ;振动焊接技术中国专利申请号99106598.0等在消除焊接件残余应力方面虽都起到了一定的作用，但都存在许多局限性和不足之处，热处理方法虽已得到了普遍应用，但大型异形构件因构件的体积和形状所限制无法进行热处理消除残余应力。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是提供一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，这种焊接新工艺能够克服公知焊接件去残余应力处理的缺点，能达到细化焊缝区域金属金相组织晶粒，消除残余应力，有效防止焊接裂纹和气泡的产生，改善了焊缝区域的力学性能和机械加工性能，解决了大型异形焊接件不能进行热处理消除残余应力问题，本发明能够起到将热处理法、超声冲击法、振动时效和振动焊技术处理效果相叠加的功效，并且还增加了焊缝区域金属金相组织密度，减少了焊接应力变形倾向，使得高碳钢和合金钢在焊接领域得到广泛应用，并且对于焊接件产生的裂纹和应力变形能够进行修复和纠正处理。
[0004]本发明的目的是这样实现的，它包括有工作台，立柱，轨道横梁，伺服小车，弹性垫块，控制箱，气动源，其中伺服小车上安装有电焊枪、气焰抢、保温盖板和至少有一个气动冲击锤，并通过控制箱控制、使其在轨道在横梁上伺服移动，焊接件通过弹性垫块固定放在工作台上，气动冲击锤由气动源提供动力，其特征是:将刚刚焊完的焊缝加热到锻造温度，再由至少有一个气动冲击锤不断锤击锻造高温状态下的焊缝组织，使焊缝组织密实度增加、裂纹和气泡减少、焊接应力变形减小，并且在冲击锤的锤击锻造和弹性垫块的支持作用下，焊接件产生不规律振动，消除了残余应力，最后在保温盖板的伺服移动中自动对锤击锻造后的焊缝组织作正火处理。其具体工艺如下:
[0005](I)在上述控制箱控制下，伺服小车带动电焊枪、气焰枪、保温盖板和至少有一个气动冲击锤在轨道横梁上伺服移动的同时，也沿着焊接件的待焊轨迹移动；
[0006](2)焊接开始后，首先由电焊枪在焊接件上工作形成焊缝，并向前伺服移动，再由气焰枪将刚刚形成的焊缝区域加热至锻造温度，而后由至少有一个气动冲击锤不断锤击锻造高温状态下的焊缝区域；
[0007](3)最后在保温盖板的伺服移动和保温作用下，锤击锻造过的焊缝缓慢降温至400°C时裸露在空气中自然冷却。
[0008]根据使用的需要，则对刚刚形成的焊缝区域可以采用气焰枪加热或液体燃料喷枪加热方法；对加热到锻造温度的高温焊缝区域，可以采用至少有一个气动冲击锤或者至少有一个电动冲击锤进行锤击锻造；在采用若干个气动冲击锤时，若干个冲击锤作用在焊缝表面的锤击频率各不相同，其结果应使焊接件不产生共振。
[0009]在构件全部焊接完成后，还可以再至少有一次对焊缝区域加热到锻造温度，进行焊后锤击锻造高温焊缝组织，该处焊缝经保温盖板履盖、缓慢降温至400°C时在空气中自然冷却处理。上述的焊后锤击锻造高温焊缝并且保温处理次数依据焊接件在焊接过程中产生的应力变形量决定，以全部将焊接件产生的应力变形纠正为基准。
[0010]本发明能够达到增加构件焊缝区域金属金相组织密度，细化晶粒，改善焊缝区域的力学性能和机械加工性能，减少了焊接应力的变形倾向，消除了部分残余应力，有效防止焊接裂纹和气泡的产生，解决了大型异形焊接件不能进行热处理消除残余应力的问题。能让高碳钢和合金钢在焊接领域得到广泛应用，具有工艺简单，制造容易，维修方便，成本低、效益闻等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明提出的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺装置的简易图。
[0012]下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围。本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
【具体实施方式】
[0013]实例:
[0014]由附图1所示，图中[I]为工作台，[2]为立柱，[3]为轨道横梁，[4]为伺服小车，
[5]为电焊枪，[6]为气焰枪，[7]为气动冲击锤，[8]为保温盖板，[9]为弹性垫块，[10]为控制箱，[11]为气动源，[12]为焊接件；轨道横梁[3]通过立柱[2]与工作台[I]固定连接；焊接件[12]通过弹性垫块[9]支持固定在工作台[I]上；电焊枪[5]、气焰枪[6]、气动冲击锤[7]和保温盖板[8]固定安装在伺服小车[4]上，并由控制箱[10]控制，使其在轨道横梁上[3]伺服移动同时，也沿着焊接件[12]上的待焊轨迹伺服移动；焊接开始后，先由电焊枪[5]在焊接件[12]上工作形成焊缝并向前伺服移动，再由气焰枪[6]将刚刚形成的焊缝区域加热到锻造温度，而后若干个气动冲击锤[7]不断锤击锻造高温焊缝区域，锤击锻造后的焊缝在保温盖板[8]的伺服移动和保温履盖下、缓慢降温至400°C时与保温盖板
[8]脱离覆盖，裸露在空气中自然冷却。
[0015]其中安装在伺服小车[4]上的气焰枪[6]加热时应控制燃气的流量，并且该气焰枪[6]的喷嘴与焊缝表面距离可调节，使得刚刚焊好的焊缝在气焰枪[6]伺服移动中被加热到所需的锻造温度；安装在伺服小车上的若干个气动冲击锤[7]应按焊缝的厚度调整锤击力，并且该若干个气动冲击锤[7]在冲击运动方向上与伺服小车[4]缓冲减震安装、在气动源[11]的作用下不断锤击锻造高温的焊缝组织，使焊缝区域金属金相组织密实度增加，细化了晶粒，消除了焊接裂纹和气泡，并减少了焊接应力变形；在若干个气动冲击锤[7]不断锤击锻造和弹性垫块[9]的支持作用下，焊接件[12]产生不规律振动，消除了部分残余应力；安装在伺服小车上的保温盖板[8]的履盖长度可以自动调节，保温盖板[8]在伺服小车[4]上通过控制箱[10]控制伺服移动过程中履盖保温锤击锻造后的焊缝区域，当焊缝区域某一点位置缓慢降温至400°C时与该点位置脱离履盖，使该点位置焊缝裸露在空气中自然冷却，相当于焊接件的焊缝区域局部正火处理，达到改善了焊缝区域的力学性能和机械加工性能，从而实现本发明目的。
【权利要求】
1.一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，它包括有工作台[1]，立柱[2]，轨道横梁[3]，伺服小车[4]，弹性垫块[9]，控制箱[10]，气动源[11]，其特征是:伺服小车[4]上安装有电焊枪[5]、气焰枪[6]、保温盖板[8]和至少有一个气动冲击锤[7]，并通过控制箱[10]控制、使其在轨道横梁[3]上伺服移动，焊接件通过弹性垫块[9]支持固定放在工作台[I]上，气动冲击锤[7]由气动源[11]提供动力，具体工艺如下:(I)在控制箱[10]控制下，伺服小车[4]带动电焊枪[5]、气焰枪[6]、保温盖板[8]和至少有一个气动冲击锤[7]在轨道横梁[3]上伺服移动的同时，也沿着焊接件[12]的焊缝轨迹移动； (2)焊接开始后，首先由电焊枪[5]在焊接件[12]上工作形成焊缝并向前伺服移动，再由气焰枪[6]将刚刚形成的焊缝区域加热至锻造温度，而后由至少有一个气动冲击锤[7]不断锤击锻造高温的焊缝区域； (3)最后在保温盖板[8]的履盖保温和伺服移动过程中，被锤击锻造过的焊缝某一点位置缓慢降温至400°C时，与保温盖板[8]脱离覆盖保温、裸露在空气中自然冷法。
2.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特征时:安装在伺服小车[4]上的气焰枪[6]燃气的流量和该气焰枪[6]喷嘴与焊缝表面的距离可调节，其结果应保证刚刚焊好的焊缝在其伺服移动中被加热到所需的锻造温度。
3.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特点是:安装在伺服小车[4]上的至少有一个气动冲击锤[7]的锤击力可调节，并且该冲击锤[7]在冲击运动方向与伺服小车[4]缓冲减震安装。
4.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特征是:安装在伺服小车[4]上的保温盖板[8]其履盖保温长度应自动调节，其结果应保证保温盖板[8]在伺服移动保温过程中，当锤击锻造后的焊缝区域某一点位置缓慢降温至400°C时，与该点位置脱离覆盖保温，使该点位置裸露在空气中自然冷却。
5.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特征是:在采用若干个气动冲击锤[7]时，若干个冲击锤[7]作用在焊缝表面的锤击频率各不相同，其结果应使焊接件不产生共振。
6.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特征是:根据使用的需要，则对刚刚形成的焊缝区域，可以采用气焰枪[6]加热或者液体燃料喷枪加热方法；对加热至锻造温度的高温焊缝区域，可以采用至少有一个气动冲击锤[7]或至少有一个电动冲击锤进行锤击锻造。
7.根据权利要求1所述的一种锤击锻造高温焊缝的焊接新工艺，其特征是:也可以在构件全部焊接完成后，再至少有一次对焊缝区域加热到锻造温度进行焊后锤击锻造高温焊缝组织，该处焊缝经保温盖板[8]履盖下缓慢降温至400°C时在空气中自然冷却处理。
【文档编号】C21D9/50GK103506776SQ201210208466
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】崔景超 申请人:崔景超