公司新近接到一批煤礦巷道用π形梁梁體焊接及熱處理的定單，該產(chǎn)品長(zhǎng)為3.2m，寬度、高度都是150mm。該長(zhǎng)度超過(guò)了我廠熱處理爐的最大尺寸，如若新增一臺(tái)熱處理設(shè)備則需最低投入18萬(wàn)元。本著降低投入成本的原則，我公司決定新開(kāi)發(fā)一種熱處理工藝。經(jīng)深入實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合各方面因素考慮，我們決定使用高頻感應(yīng)熱處理方法。
1. 感應(yīng)熱處理應(yīng)用
用公司現(xiàn)有的水池進(jìn)行水冷卻，設(shè)計(jì)一升降π形梁機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖1），開(kāi)始我們用φ20mm銅管繞4圈制作感應(yīng)器，得出電流900A，熱處理后產(chǎn)品硬度不夠。后來(lái)改成φ20mm銅管繞3圈制作感應(yīng)器，使用變頻器把頻率由50Hz變?yōu)?000Hz，得出電流1457A。此設(shè)備投入僅2萬(wàn)多元。經(jīng)多次試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，使用的頻率越高熱處理效果越趨向表面，使用的頻率越低熱處理效果越趨向心部，最后確定感應(yīng)淬火工藝：電流調(diào)整為1451A，預(yù)熱60s后，把π形梁以0.59cm/s的速度下降，溫度約900℃。回火工藝：電流調(diào)整為1451A，預(yù)熱8s后，把π形梁以4.58cm/s的速度下降，溫度約400℃。
圖 1
2. 熱處理后的力學(xué)性能檢測(cè)
壓力試驗(yàn)：如圖1所示，在距離為1.5m的兩個(gè)支點(diǎn)，中間施加壓力294kN時(shí)，π形梁沒(méi)有變形，當(dāng)施加壓力達(dá)到343kN時(shí)，π形梁有變形，解除壓力后，變形的梁體能回彈，僅剩２mm的變形量，焊縫沒(méi)有開(kāi)裂的現(xiàn)象。按照NB/T47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》對(duì)焊接部位進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，按照GB/T2654—2008/ISO 9015-1：2001《焊接接頭硬度試驗(yàn)方法》對(duì)焊縫進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)彎曲、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、沖擊韌度、表面硬度等技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，全部合格。
圖 2
3. 結(jié)語(yǔ)
我公司依據(jù)此焊接及熱處理工藝完成了此項(xiàng)產(chǎn)品的加工。此設(shè)備是我公司通過(guò)發(fā)動(dòng)公司廣大技術(shù)骨干共同開(kāi)發(fā)研制的一件簡(jiǎn)易設(shè)備，達(dá)到了投入小產(chǎn)出大的效果，是科技創(chuàng)新小改小革的一項(xiàng)成果。
作者：賓春雄
單位：廣西右江礦務(wù)局有限公司機(jī)械廠
來(lái)源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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