Устройство внепечной термообработки сварных изделий


 


Владельцы патента RU 2532787:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройству внепечной термообработки сварных изделий, и может быть использовано в разных отраслях промышленности для термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов без использования печного оборудования, а также для предварительного нагрева торцов изделий перед сваркой. Устройство содержит корпус, выполненный в виде цилиндрического сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, коаксиально установленный внутри корпуса сегмент перфорированного цилиндра с возможностью образования с нагреваемой поверхностью изделия камеры горения. В торцовой части камеры горения устройства установлен распределительный газовый коллектор с патрубком подвода газа, к которому присоединен клапан подачи газа. В противоположной торцовой части камеры горения установлен сборный коллектор отработанного теплоносителя, к которому присоединены патрубок, дымосос и клапан сброса. Корпус снабжен патрубком подвода воздуха с клапаном. Технический результат заключается в обеспечении эффективного внепечного местного нагрева изделий перед сваркой, а также проведения высокоточной местной внепечной термообработки (отпуск, термоотдых) после сварки. 1ил.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, для термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов без использования печного оборудования, а также для предварительного нагрева торцов изделий перед сваркой.

Известно устройство для внепечной обработки кольцевых сварных швов полых изделий (RU 2270874 С, опублик. 27.02.2006), в котором осуществлен равномерный подвод теплоносителя и поддержание постоянной заданной температуры в зоне нагрева за счет регулирования параметров подводимого теплоносителя и регулирования отвода отработанного теплоносителя из зоны нагрева. В известном устройстве нагрев внутренней поверхности изделия в области сварного шва производят потоком горячего газа при одновременном нагреве наружной поверхности шва путем электронагрева.

К недостаткам этого устройства относится применение для нагрева поверхности шва электронагревателя, а также невозможность использования устройства для местного нагрева изделий.

Прототипом предложенного изобретения является устройство для факельного воздушно-струйного нагрева изделий (RU 2251579, опублик. 10.05.2005), в котором предусмотрен воздушно-факельный нагрев изделий цилиндрической формы. В специально оборудованных камерах параллельно поверхностям нагреваемых изделий направляются факелы газовоздушной смеси, а перпендикулярно поверхности направляются воздушные струи.

К недостаткам этого устройства относятся невозможность его использования для местного нагрева изделий, а также сложность конструкции, связанная с необходимостью подготовки газовоздушной смеси для организации горения.

В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в обеспечении эффективного внепечного местного нагрева изделий перед сваркой, а также проведения высокоточной местной внепечной термообработки (отпуск, термоотдых) после сварки.

Указанный технический результат в предложенном изобретении достигается следующим образом.

Устройство внепечной термообработки сварных изделий, содержащее корпус, выполненный в виде цилиндрического сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, коаксиально установленный внутри корпуса сегмент перфорированного цилиндра с возможностью образования с нагреваемой поверхностью изделия камеры горения, при этом корпус снабжен патрубком подвода воздуха с клапаном, в одной из торцовых частей корпуса установлен распределительный газовый коллектор с патрубком подвода газа, к которому присоединен клапан подачи газа, а в противоположной торцовой части корпуса установлен сборный коллектор отработанного теплоносителя с патрубком, к которому присоединены дымосос и клапан сброса.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен общий вид устройства внепечной термообработки сварных изделий.

Устройство содержит корпус 3 в виде цилиндрического сегмента, повторяющий форму поверхности нагреваемой части изделия, с патрубком подвода воздуха на горение 6 и клапаном 9.

Внутри корпуса 3 установлен коаксиально перфорированный цилиндр 4, образующий с фрагментом нагреваемой поверхности камеру горения 5.

В торцовой части корпуса 3 установлен распределительный газовый коллектор с патрубком подвода газа 2, с присоединенным к нему клапаном подачи газа 1.

С противоположной стороны камеры горения 5 в торцовой части установлен сборный коллектор отработанного теплоносителя с патрубком 8 с присоединенными дымососом 7, клапаном 10 циркуляции отработанного теплоносителя и клапаном 11 сброса.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве внепечной термообработки сварных изделий камера нагрева 5 организована в форме сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, и ограничена корпусом 3, перфорированным цилиндром 4 и нагреваемой поверхностью изделия.

Нагрев фрагмента поверхности изделия в камере нагрева 5 проводят за счет поверхностного горения, организуемого диффузионными газовыми факелами, движущимися вдоль поверхности нагрева, и системой перпендикулярно натекающих воздушных струй.

Система мелких воздушных струй, взаимодействуя с диффузионными факелами, образует на нагреваемой поверхности систему веерных факелов, равномерно распределяющую тепловой поток к нагреваемой поверхности.

Воздух вентилятором (не показан) подается в воздушную камеру, образованную корпусом 3 и перфорированным цилиндром 4, откуда через систему отверстий перфорированного цилиндра 4 направляется струями, перпендикулярно фрагменту поверхности нагрева.

Через распределительный газовый коллектор с патрубком подвода газа 2 газ поступает в камеру горения 5, где происходит его взаимодействие с системой воздушных струй с образованием устойчивого диффузионного факела и производится его воспламенение с помощью электрозапальника (не показан).

Нагрев фрагмента поверхности изделия в камере нагрева 5 происходит за счет поверхностного горения, организуемого диффузионными газовыми факелами, движущимися вдоль поверхности нагрева, и системой перпендикулярно натекающих воздушных струй.

Система мелких воздушных струй, взаимодействуя с диффузионными факелами, образует на нагреваемой поверхности систему веерных факелов, равномерно распределяющую тепловой поток к нагреваемой поверхности.

При нагреве фрагмента изделия перед сваркой клапаны газа 1 и воздуха 9 открыты, в камере горения 5 производится сжигание газа на поверхности нагрева с образованием веерных факелов с интенсивной теплоотдачей к нагреваемой поверхности, отработанный теплоноситель из сборного коллектора 8 с помощью дымососа 7 отводится из рабочей зоны через клапан 11, при этом клапан 10 закрыт. Устройство можно передвигать синхронно со сварочным аппаратом, нагревая очередной фрагмент свариваемых поверхностей.

При термообработке целостного сварного шва организуется замкнутая камера нагрева, составленная из сегментов для конкретного участка целостного сварочного шва. Устройства внепечной термообработки сварных изделий собирают в единый комплекс, закрывающий весь шов. Термообработку сварочного шва с прилегающими поверхностями ведут по сигналам термометров (не показаны), устанавливаемых в зоне сварочного шва каждого устройства внепечной термообработки сварных изделий, при этом периодически отключают подачу газа клапаном 1 и воздуха клапаном 9 в камеру нагрева, а движение отработанного теплоносителя осуществляют через камеру горения 5 по замкнутому контуру с помощью дымососа 7, при этом клапан сброса отработанного теплоносителя 11 закрыт, а циркуляционный клапан 10 открыт.

Предложенное устройство внепечной термообработки сварных изделий позволяет проводить термообработку сварных изделий вне печного пространства, что значительно снижает удельное энергопотребление и существенно уменьшает вредное воздействие на экологию за счет многократного уменьшения тепловых и вредных выбросов.

Устройство для внепечной термообработки сварных изделий, содержащее корпус, выполненный в виде цилиндрического сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, коаксиально установленный внутри корпуса сегмент перфорированного цилиндра с возможностью образования с нагреваемой поверхностью изделия камеры горения, при этом корпус снабжен патрубком подвода воздуха с клапаном, в одной из торцовых частей корпуса установлен распределительный газовый коллектор с патрубком подвода газа, к которому присоединен клапан подачи газа, а в противоположной торцовой части корпуса установлен сборный коллектор отработанного теплоносителя с патрубком, к которому присоединены дымосос и клапан сброса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области термомеханической обработки сварных соединений, например сварных стыков рельсов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте.

Изобретение может быть использовано при термической обработке сварных соединений, полученных линейной сваркой трением, в частности сварных соединений диска и лопаток, например дисков ротора в моноблоке с лопатками - блисков.
Изобретение относится к способу внепечной термообработки крупногабаритных сварных изделий в области сварочных швов. Способ осуществляют в камере нагрева, выполненной в форме сегмента, повторяющего форму поверхности нагреваемой части изделия, и ограниченной корпусом, коллекторами подачи газа и отбора дыма и нагреваемой поверхностью изделия.
Изобретение относится к способу лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, в частности листов из борсодержащей стали 04Х143Р1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики.

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях, в том числе и при сварке трубопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к охлаждению зоны сварного соединения рельса непосредственно после сварки. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб различного назначения. .

Изобретение относится к области технологии сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе сварки и, как следствие, снижению геометрических погрешностей формы корпусов.

Изобретение относится к области технологии сварки и служит для снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе автоматической сварки. .

Изобретение относится к области технологии сварки. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения надежности сварных соединений стальных конструкций и увеличения срока их службы. Способ включает пропускание знакопеременных импульсов электрического тока через шов и зону термического влияния. Пропускают импульсы тока в зоне остывания шва, в которой температура металла меньше температуры точки Кюри на 50-100 градусов по шкале Цельсия. При этом импульсы электрического тока пропускают перпендикулярно сварному шву. Длительность импульсов электрического тока составляет 1,5-2,5 секунды и паузы между импульсами 1-3 секунды. Изобретение позволяет снизить затраты энергии и рабочего времени при снятии остаточных сварных напряжений, в основном, электросварных прямошовных труб большого диаметра. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении бурильных труб из легированных марок стали с требованиями к работе удара сварного соединения. Для повышения уровня вязкопластических свойств, обеспечения эксплуатационной надежности металла в зоне сварного соединения бурильных труб с приварными трением замками проводят термическую обработку зоны сварного соединения, включающую нагрев под аустенизацию до температуры Ac3+(70÷120)°C, охлаждение и отпуск в диапазоне температур Ac1÷80°C, а по второму варианту - нагрев под аустенизацию до температуры Ac3+(70÷120)°C, охлаждение, дополнительный нагрев в межкритическом интервале температур Ac1+(30÷80)°C, отпуск. Изобретение позволяет повысить уровень работы удара с получением стабильных значений не менее 16 Дж и при пониженной температуре испытания минус 20°C не менее 42 Дж, увеличить конструкционный ресурс сварных соединений бурильных труб. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу и устройству сварки металлических проволок. Сварку выполняют с помощью лазерного источника с образованием сварного соединения, по существу, не выходящего за радиальное поперечное сечение свариваемых проволок. Перед сваркой по меньшей мере одну из подлежащих сварке проволок подвергают отжигу с помощью потока горячего газа и/или во время сварки по меньшей мере возникающее место сварки подвергают отжигу с помощью потока горячего газа. При этом получают высококачественное сварное соединение, не требующее последующей механической обработки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способам термической обработки рельсов. Способ включает повторный нагрев сварной зоны рельсов в области P, расположенной на расстоянии С от центра Q сварного шва, причем 0,2Lh≤C≤3Lh, где Lh - длина зоны термического воздействия (HAZ) в сварной зоне рельса. Технический результат в получении сварного соединения с усталостной прочностью, подавляющей образование усталостных трещин в шейке рельса в сварной зоне в горизонтальном направлении и образование усталостных трещин при изгибе в подошве в сварной зоне рельсов. 12 з.п. ф-лы, 4 пр., 7 табл., 31 ил.

Изобретение может быть использовано для термической обработки сварных соединений, полученных линейной сваркой трением, в частности, соединения диска и лопаток блисков. Нагревают сварное соединение пропусканием через сварное соединение электрического тока до 10 кА при закреплении токоподводов с разных сторон относительно сварного шва на технологическом напуске лопатки и диске блиска. Во время термообработки измеряют температуру поверхности сварного соединения и регулируют ее изменением величины тока в пределах 540-620°С. Максимально допустимую температуру нагрева устанавливают из условия сохранения мелкозернистой структуры сварного соединения. Минимально допустимую температуру устанавливают из условия снятия остаточных сварочных напряжений в сварном соединении. Термообработку осуществляют переменным током с тиристорным регулированием его величины. Изобретение позволяет повысить эффективность снятия остаточных напряжений соединений за счет уменьшения искажения профиля блиска, а также повысить производительность термообработки за счет прямого нагрева всего сечения сварного соединения электрическим током большой величины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Стыковочная машина может быть использована для соединения контактной сваркой концов последовательных полос (11, 12) в установке обработки полос. Две симметрично расположенные пары зажимных губок (22, 32, 31, 21) устройства для сварки первого конца одной полосы (11) со вторым концом другой полосы (12) предназначены для удержания и позиционирования с целью соединения сваркой концов полос (11, 12). Каждая из зажимных губок (22, 32, 31, 21) содержит часть (222, 212, 312, 322), выполненную с возможностью вступления в контакт с одним из упомянутых концов полосы (11), характеризующуюся геометрией и, по меньшей мере, материалом, которые позволяют снизить силу токов Фуко, возникающих в упомянутой зажимной губке в результате электромагнитной индукции при термической обработке сварного соединения. Упомянутая часть зажимной губки образует выступ, проходящий в направлении конца полосы, так, что пространство между полосой и индукционной головкой устройства для термообработки равно толщине упомянутого выступа с учетом зазора между ними. Изобретение обеспечивает непрерывность и компактность сварного шва, равномерность его сечения, а также высокое металлургическое качество сварного соединения тонких полос. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области термической обработки и предназначено для термообработки сварных соединений контейнерного оборудования и узлов, работающих в условиях длительной эксплуатации под воздействием ударного нагружения и пониженных температур. Для получения необходимой структуры сварного соединения, обеспечивающей повышение характеристик работоспособности в условиях низкотемпературного ударного нагружения осуществляют термическую обработку сварного соединения путем его нагрева до температуры, не превышающей точки Ac1 со скоростью не более 30-50°C/ч, выдержки при заданной температуре, и последующего охлаждения с печью, при этом осуществляют ступенчатый нагрев, сначала до температуры 450±10°C с выдержкой 5-10 ч, а затем до температуры 650±10°C, а охлаждение в печи проводят до температуры 150°C со скоростью не более 30-50°C/ч и далее на воздухе. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области изготовления ротора турбины газотурбинного двигателя, состоящего из двух и более деталей, изготовленных преимущественно из никелевого жаропрочного сплава с применением электронно-лучевой сварки. Способ включает получение по меньшей мере двух заготовок компонентов ротора из высокопрочного деформируемого никелевого сплава, предварительную термическую обработку заготовок, их соединение посредством электронно-лучевой сварки с формированием сварного шва и окончательную термическую обработку сварной конструкции ротора. Формирование сварного шва производят путем перемещения свариваемых заготовок относительно источника излучения со скоростью 5-30 м/ч, заготовки компонентов ротора получают из жаропрочного деформируемого никелевого сплава, содержащего, мас.%: углерод 0,05-0,07, хром 14-16, кобальт 15-17, молибден 4,5-5, вольфрам 1-1,8, ниобий 4,2-4,7, суммарное содержание алюминия и титана 2,5-3, цирконий 0,5-0,8, бор 0,001-0,003, магний 0,01-0,03, лантан 0,01-0,03 и неизбежные примеси и никель - остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работоспособности конструкции ротора при температуре до 750°C, повышение надежности сварных соединений, повышение прочности сварного шва и основного металла заготовок. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области термической обработки сварных рельсовых стыков и может быть использовано на железнодорожном транспорте. Устройство для обработки сварного рельсового стыка содержит установочный зажимной и центрирующий узел для захвата головки рельса. Захватывающий элемент разъемно захватывает головку рельса. Нагревательное и охлаждающее устройство соединено с установочным и зажимным центрирующим узлом и размещено над головкой рельса. Нагревательное и охлаждающее устройство содержит нагревательный элемент для нагрева зоны измененной структуры сварного рельсового стыка и охлаждающий элемент для указанной зоны. Достигается возможность улучшения получаемой микроструктуры сварного рельсового стыка и рельсов вблизи него. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой оплавлением стальной детали, в частности подшипникового кольца. При осуществлении стыковой сварки производят оплавление и осадку с получением сварного шва (24). Способ включает этап подведения тепла (22) к по меньшей мере сварному шву (24) детали (14, 30, 32) после этапа осадки при сварке для повышения температуры сварного шва (24) или для поддержания температуры сварного шва (24) на повышенном уровне. Способ включает также этап охлаждения указанной детали (14, 32, 32) до температуры, превышающей температуру начала образования мартенсита (Ms), перед указанным этапом приложения тепла (22) к детали (14, 30, 32) после этапа осадки при сварке. Способ позволяет избежать или уменьшить образование дефектов, в частности трещин, при сварке оплавлением за счет получения микроструктуры стали в зоне термического воздействия вблизи сварного шва, соответствующей микроструктуре основного металла. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх