專利名稱：用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接的約束式散熱裝置。特別是涉及一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法。
背景技術：
鐵素體不銹鋼焊接時，在加熱到950°C以上的近縫區，晶粒容易長大，形成粗大的鐵素體，這種晶粒長大，使焊接接頭的韌性和塑性急劇增加。由于不發生固態相變，這種現象很難采用焊后熱處理的方法將其細化。當鉻含量大于15. 5%的普通鐵素體不銹鋼在溫度為400 500°C長期加熱后，會出現強度升高而韌性下降的現象，稱為475°C (885° F)脆性。由此可見，鐵素體不銹鋼對熱比較敏感，而焊接過程中由于熱源的集中作用，焊件上存在溫度梯度，形成不均勻的溫度場，必然引起不均勻的組織和性能變化，焊接熱源處于運動狀態中，當焊接熱源靠近焊件上某一點時，熱量使該點迅速升溫。因此使鐵素體不銹鋼在焊接過程中即時散熱，縮短高溫停留時間是非常重要的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種通過在焊接過程中對鐵素體不銹鋼薄板施加約束，避免焊接過程中焊件變形，且加快散熱，避免過熱時間長使得晶粒組織粗大而影響力學性能的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法。本發明所采用的技術方案是一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法，用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，包括基板，所述基板的中部沿基板的長度或寬度形成一凹槽，所述的凹槽的下方與該凹槽平行的形成有進氣通道，所述的凹槽內鑲嵌有散熱結構，所述的基板上還設置有用于固定被焊接的鐵素體不銹鋼板材的固定結構。所述的散熱結構包括有銅質本體，沿銅質本體的長度方向形成在銅質本體中部的氣槽，所述氣槽的底部開有多個與所述的進氣通道相連通的氣孔，所述的銅質本體上位于氣槽的兩側分別各開有一通水孔。所述的固定結構包括有用于壓住被焊接的鐵素體板材的壓板條，形成在基板上用于固定壓板條的螺孔。用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，包括如下步驟1)選用1 3. 5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；2)向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上；3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；4)采用脈沖鎢極氬弧焊，并調節焊接參數，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；
5)關閉焊接電源，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，包括如下步驟1)選用1 3. 5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；2)打開激光器，使光斑照射在焊件中心，同時向基板上的進氣通道通入工業純氬， 調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上；3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；4)調節焊接參數進行施焊，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；5)關閉激光器，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法，避免焊接過程中焊件變形，且加快散熱，避免過熱時間長使得晶粒組織粗大而影響力學性能。利用銅比普通鋼材的導熱系數高，采用銅質材料，使鐵素體不銹鋼焊接過程中散熱快；通入惰性氣體進行焊縫區保護，同時通入冷卻水，熱量傳導速度快，使焊縫背面成型美觀。
圖1是本發明的整體結構示意圖；圖2是本發明的水平剖面結構示意圖；圖3是圖1的前側結構示意圖；圖4是圖3中部垂直剖面結構示意圖。圖中1 基板2 散熱結構3 鐵素體不銹鋼板材4 螺孔5 壓板條6 進氣通道7:凹槽8:螺孔21 銅質本體22 氣槽23 通水孔M 氣孔
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法做出詳細說明。如圖1 圖4所示，本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，利用銅的導熱系數高于一般鋼材的導熱系數，采用銅作為焊縫成型槽材料，采用普通碳鋼材料作為基板材料，提高鐵素體不銹鋼焊接散熱速率。具體包括有普通碳鋼材料的基板1，所述基板1的中部沿基板1的長度或寬度形成一凹槽7，所述的凹槽7的下方與該凹槽7平行的形成有一端開口的進氣通道6，所述的凹槽7內鑲嵌有銅質散熱結構2，所述的基板1上還設置有用于固定被焊接的鐵素體不銹鋼板材3的固定結構。所述的散熱結構2包括有銅質本體21，沿銅質本體21的長度方向形成在銅質本體21中部的氣槽22，所述氣槽22的底部開有多個與所述的進氣通道6相連通的氣孔M， 以便通入惰性氣體來冷卻焊縫中心。所述的銅質本體21上位于氣槽22的兩側分別各開有一通水孔23，通入冷卻水，使散熱效果更好。所述的固定結構包括有用于壓住被焊接的鐵素體板材3的壓板條5，形成在基板1 上用于固定壓板條5的螺孔8。本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，包括如下步驟1)選用1 3. 5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上，通過調整螺釘及壓板高度固定焊件， 是為了避免焊接過程中產生變形；2)向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上，從而達到對焊縫背面進行保護；3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔，改變冷卻水流速達到散熱作用；4)采用脈沖鎢極氬弧焊，并調節焊接參數，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；5)關閉焊接電源，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。本發明的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，還可以是包括如下步驟1)選用1 3. 5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上，通過調整螺釘及壓板高度固定焊件， 避免焊接過程中產生變形；2)打開激光器，使光斑照射在焊件中心，同時向基板上的進氣通道通入工業純氬， 調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上，從而達到對焊縫背面進行保護；3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔，改變冷卻水流速達到散熱作用；4)調節焊接參數進行施焊，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；5)關閉激光器，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。
權利要求
1.一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)的中部沿基板(1)的長度或寬度形成一凹槽(7)，所述的凹槽(7)的下方與該凹槽 (7)平行的形成有進氣通道(6)，所述的凹槽(7)內鑲嵌有散熱結構O)，所述的基板(1)上還設置有用于固定被焊接的鐵素體不銹鋼板材(3)的固定結構。
2.根據權利要求1所述的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，其特征在于， 所述的散熱結構( 包括有銅質本體(21)，沿銅質本體的長度方向形成在銅質本體 (21)中部的氣槽(22)，所述氣槽0 的底部開有多個與所述的進氣通道(6)相連通的氣孔(M)，所述的銅質本體上位于氣槽0 的兩側分別各開有一通水孔03)。
3.根據權利要求1所述的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置，其特征在于， 所述的固定結構包括有用于壓住被焊接的鐵素體板材C3)的壓板條(5)，形成在基板(1)上用于固定壓板條(5)的螺孔(8)。
4.一種權利要求1所述的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，其特征在于，包括如下步驟1)選用1 3.5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；2)向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線上；3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；4)采用脈沖鎢極氬弧焊，并調節焊接參數，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；5)關閉焊接電源，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。
5.一種權利要求1所述的用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置的焊接方法，其特征在于，包括如下步驟1)選用1 3.5mm厚鐵素體不銹鋼板材兩塊，將該兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，使該兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接線與基板上的氣槽對應放置，采用螺釘和固定壓板條將兩塊鐵素體不銹鋼板材固定在基板上；2)打開激光器，使光斑照射在焊件中心，同時向基板上的進氣通道通入工業純氬，調節氣體流量，氬氣通過鑲嵌在基板上的散熱結構的氣孔排出至兩塊鐵素體不銹鋼板材的對接 線上3)將循環冷卻水送入散熱結構的通水孔；4)調節焊接參數進行施焊，對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；5)關閉激光器，關閉工業純氬流量閥，關閉冷卻水，得到成型好的焊縫。
全文摘要
一種用于鐵素體不銹鋼板焊接的約束式散熱裝置及焊接方法，裝置是在基板的中部沿基板的長度或寬度形成一凹槽，凹槽的下方與該凹槽平行的形成有進氣通道，凹槽內鑲嵌有散熱結構，基板上還設置有用于固定被焊接的鐵素體不銹鋼板材的固定結構。散熱結構有沿銅質本體的長度方向形成在銅質本體中部的氣槽，槽的底部開有多個與進氣通道相連通的氣孔，銅質本體上位于氣槽的兩側分別各開有一通水孔。方法將兩塊鐵素體不銹鋼板材對接的置于基板上，其對接線與基板上的氣槽對應放置并固定；向基板上的進氣通道通入工業純氬；循環冷卻水送入通水孔；對兩塊鐵素體不銹鋼板材進行焊接；得到成型好的焊縫。本發明避免焊件變形，熱量傳導速度快，使焊縫背面成型美觀。
文檔編號B23K37/00GK102528347SQ201210009390
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者王志江, 申俊琦, 胡繩蓀, 韓瑞峰 申請人:天津大學