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，該產品長為3.2m，寬度、高度都是150mm。該長度超過了我廠熱處理爐的最大尺寸，如若新增一臺熱處理設備則需最低投入18萬元。本著降低投入成本的原則，我公司決定新開發(fā)一種熱處理工藝。經深入實際現(xiàn)場結合各方面因素考慮，我們決定使用高頻感應熱處理方法。
1. 感應熱處理應用
用公司現(xiàn)有的水池進行水冷卻，設計一升降π形梁機構（見圖1），開始我們用φ20mm銅管繞4圈制作感應器，得出電流900A，熱處理后產品硬度不夠。后來改成φ20mm銅管繞3圈制作感應器，使用變頻器把頻率由50Hz變?yōu)?000Hz，得出電流1457A。此設備投入僅2萬多元。經多次試驗我們發(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，最后確定感應淬火工藝：電流調整為1451A，預熱60s后，把π形梁以0.59cm/s的速度下降，溫度約900℃。回火工藝：電流調整為1451A，預熱8s后，把π形梁以4.58cm/s的速度下降，溫度約400℃。
圖 1
2. 熱處理后的力學性能檢測
壓力試驗：如圖1所示，在距離為1.5m的兩個支點，中間施加壓力294kN時，π形梁沒有變形，當施加壓力達到343kN時，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，焊縫沒有開裂的現(xiàn)象。按照NB/T47014—2011《承壓設備焊接工藝評定》對焊接部位進行焊接工藝評定，按照GB/T2654—2008/ISO 9015-1：2001《焊接接頭硬度試驗方法》對焊縫進行試驗。經彎曲、抗拉強度、斷后伸長率、沖擊韌度、表面硬度等技術指標檢測，全部合格。
圖 2
3. 結語
我公司依據(jù)此焊接及熱處理工藝完成了此項產品的加工。此設備是我公司通過發(fā)動公司廣大技術骨干共同開發(fā)研制的一件簡易設備，達到了投入小產出大的效果，是科技創(chuàng)新小改小革的一項成果。
作者：賓春雄
單位：廣西右江礦務局有限公司機械廠
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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