專利名稱：焊接方法、熱處理裝置和焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，具體地，涉及一種焊接方法和一種用于實(shí)施該焊接方法中 的熱處理步驟的熱處理裝置和一種實(shí)施所述焊接方法的焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工程機(jī)械的大型化和重載化，越來(lái)越多的高強(qiáng)鋼焊接結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到工程 機(jī)械中。但是，由于高強(qiáng)鋼中含有較多的碳和合金元素，碳當(dāng)量較高，焊接接頭自然冷卻時(shí) 極易生成淬硬組織，使焊接接頭的力學(xué)性能下降，冷裂紋敏感性增加，從而嚴(yán)重制約了高強(qiáng) 鋼在焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
為了避免淬硬組織的生成，通常要在焊接前對(duì)待焊接的母材進(jìn)行預(yù)熱，并且在焊 接完成后還要進(jìn)行焊后后熱。但是，過(guò)多的不均勻熱輸入會(huì)造成焊接接頭軟化、強(qiáng)度下降， 同時(shí)還會(huì)增大焊接變形。
因此，如何在避免焊接后焊接接頭處生成淬硬組織的同時(shí)不會(huì)增加焊接變形成為 本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種焊接方法和一種實(shí)施該焊接方法的焊接系統(tǒng)，該焊接方 法可以避免焊接后焊接接頭處生成淬硬組織，并且不會(huì)增加焊接變形。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種焊接方法，其中，該方法包 括
焊接步驟將母材焊接在一起，并形成焊接接頭；
熱處理步驟使所述焊接接頭處的材料從預(yù)定溫度冷卻至所述母材的下貝氏體開(kāi) 始轉(zhuǎn)變溫度，將所述焊接接頭處的材料的溫度保持在所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度，保溫時(shí) 間為預(yù)定時(shí)間。
優(yōu)選地，在所述熱處理步驟中，所述焊接接頭處的材料的冷卻速度大于所述母材 從焊接溫度冷卻至開(kāi)始珠光體轉(zhuǎn)變的最低冷卻速度，以使所焊接接頭處的材料至少具有部 分下貝氏體組織。
優(yōu)選地，在所述熱處理步驟中，所述焊接接頭處的材料的冷卻速度大于所述母材 的臨界冷卻速度，以使所述焊接接頭處的材料全部具有下貝氏體組織。
優(yōu)選地，所述母材為高強(qiáng)鋼。
優(yōu)選地,所述預(yù)定時(shí)間為IOs至50s。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種熱處理裝置，該熱處理裝置用于實(shí)施本發(fā) 明所提供的上述焊接方法中的所述熱處理步驟，所述熱處理裝置包括具有開(kāi)口的熱處理 腔，該熱處理腔內(nèi)的熱處理介質(zhì)能夠從所述開(kāi)口流出并與所述焊接接頭接觸，所述熱處理 介質(zhì)的溫度為所述母材的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度。
優(yōu)選地，所述熱處理裝置還包括熱交換腔，該熱交換腔與所述熱處理腔選擇性地連通，所述熱處理介質(zhì)在所述熱交換腔中被加熱或冷卻至所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度后送 入所述熱處理腔。
優(yōu)選地，所述熱處理裝置還包括介質(zhì)回收裝置，所述介質(zhì)回收裝置用于將所述熱 處理腔中的熱處理介質(zhì)送回所述熱交換腔。
優(yōu)選地，所述熱處理裝置包括下端開(kāi)放的殼體和盛放所述熱處理介質(zhì)的浴鹽池， 該浴鹽池設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部空間中，所述殼體內(nèi)位于所述浴鹽池下方的部分形成為所 述熱處理腔，所述浴鹽池的側(cè)壁與所述殼體之間存在第一間隙，以使所述熱處理介質(zhì)能夠 通過(guò)所述第一間隙到達(dá)所述熱處理腔。
優(yōu)選地，所述第一間隙內(nèi)設(shè)置有開(kāi)關(guān)閥和/或過(guò)濾件。
優(yōu)選地，所述介質(zhì)回收裝置包括抽吸泵和設(shè)置在所述浴鹽池內(nèi)的輸送管，該輸送 管的下端與所述熱處理腔相通，所述抽吸泵設(shè)置在所述輸送管中，以將所述熱處理腔內(nèi)的 熱處理介質(zhì)回收至所述浴鹽池內(nèi)。
優(yōu)選地，所述介質(zhì)回收裝置還包括設(shè)置在所述輸送管內(nèi)的單向閥，該單向閥位于 所述抽吸泵的下方，只允許所述熱處理介質(zhì)從該單向閥的下方流向該單向閥的上方。
優(yōu)選地，所述介質(zhì)回收裝置還包括套筒和氣體源，所述套筒套在所述殼體外部，且 所述套筒的上部與所述殼體密封連接，所述套筒的下方開(kāi)放，且所述套筒的下邊緣超過(guò)所 述殼體的下邊緣，所述氣體源產(chǎn)生的氣體通入所述套筒與所述殼體之間的第二間隙。
優(yōu)選地，所述氣體源能夠提供二氧化碳?xì)怏w。
優(yōu)選地，所述浴鹽池內(nèi)設(shè)置有加熱裝置和冷卻裝置。
優(yōu)選地，所述浴鹽池內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，該溫度傳感器與所述加熱裝置和所述 冷卻裝置電連接。
優(yōu)選地，所述熱處理裝置還包括介質(zhì)進(jìn)給裝置，該介質(zhì)進(jìn)給裝置用于將所述熱交 換腔中加熱至所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度的熱處理介質(zhì)輸送至所述熱處理腔。
優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分包括KOH、NaOH和H2O。
優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分還包括NaNO2。
優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分還包括Na2C03。
優(yōu)選地，在所述熱處理介質(zhì)中，KOH的重量比為35-40%，NaOH的重量比為40_45%， NaNO2的重量比為5-10%，Na2CO3的重量比為5_8%，H2O的重量比為10_13%。
作為本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種焊接系統(tǒng)，其中，該焊接系統(tǒng)用于實(shí)施本發(fā)明 所提供的上述焊接方法，所述焊接系統(tǒng)包括用于實(shí)施所述焊接步驟的焊槍和用于實(shí)施所述 熱處理步驟的熱處理裝置，該熱處理裝置與進(jìn)行所述焊接步驟的焊槍沿焊接方向同步移 動(dòng)，且所述熱處理裝置為本發(fā)明所提供的上述熱處理裝置。
優(yōu)選地，所述熱處理腔靠近所述焊槍的一端與該焊槍的中心之間的距離為 30-50mmo
在焊接時(shí)，將焊接接頭冷卻至貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度使得焊接接頭處不會(huì)產(chǎn)生馬氏 體組織，從而焊接接頭處的冷裂紋敏感性，提高了接頭的力學(xué)性能。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。


附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1是本發(fā)明所述的焊接方法的原理圖，該原理圖中示出了一種實(shí)施方式的熱處理裝置；
圖2是本發(fā)明所述的焊接方法的原理圖，該原理圖中示出了另一種實(shí)施方式的熱處理裝置；
圖3是圖2中所示的熱處理裝置的剖視圖4是圖3中I處的放大圖5是圖3中II處的放大圖6是圖3中III處的放大圖7是圖3中IV處的放大圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10母材11 焊接
100熱處理裝置110熱處理腔
120熱交換腔130殼體
140浴鹽池141輸送管
142單向閥143加熱裝置
144冷卻裝置145溫度傳感器
146溫度計(jì)150第一間隙
151開(kāi)關(guān)閥160抽吸泵
170套筒171第二間隙
IlOa 開(kāi)口具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，如圖1所示，提供一種焊接方法，其中，該方法包括
焊接步驟將母材10焊接在一起，并形成焊接接頭11 ;
熱處理步驟使焊接接頭11處的材料從預(yù)定溫度T1冷卻至母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl，將焊接接頭11處的材料的溫度保持在下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl，保溫時(shí)間為預(yù)定時(shí)間t。
材料的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl高于材料的馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度，因此，在焊接后對(duì)焊接接頭進(jìn)行所述處理步驟后，焊接接頭11處會(huì)產(chǎn)生下貝氏體組織和/或珠光體組織，而不會(huì)產(chǎn)生馬氏體淬硬組織。下貝氏體組織和珠光體組織均具有良好的韌性，從而降低了焊接接頭處發(fā)生裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。并且，對(duì)焊接接頭11進(jìn)行所述熱處理步驟還會(huì)產(chǎn)生溫差拉伸效應(yīng)，從而可以有效地減小焊接接頭11處的變形。
在本發(fā)明中，所述的預(yù)定溫度T1可以為所述焊接步驟中的焊接溫度，也可以低于所述焊接步驟中的焊接溫度。通常，所述預(yù)定溫度T1會(huì)比所述焊接步驟中的焊接溫度低 50°C至100°C。不同的母材10具有不同的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl。
在所述熱處理步驟中的保溫預(yù)定時(shí)間t的長(zhǎng)度可以根據(jù)母材10的材料從奧氏體完全轉(zhuǎn)化成珠光體和/或下貝氏體所需的時(shí)間而定。
容易理解的是，在進(jìn)行所述熱處理步驟時(shí)，利用溫度為母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl的熱處理介質(zhì)對(duì)焊接接頭11進(jìn)行熱處理，所述熱處理介質(zhì)的具體成分將在下文中進(jìn)行具體描述，這里不再贅述。
如果在所述熱處理步驟中，焊接接頭11處的材料的冷卻速度V小于母材10從焊接溫度冷卻至開(kāi)始珠光體轉(zhuǎn)變的最低冷卻速度，那么焊接接頭11處的組織全部為珠光體組織。珠光體組織具有較好的韌性，不容易產(chǎn)生裂紋。
優(yōu)選地，在所述熱處理步驟中，焊接接頭11處的材料的冷卻速度V大于母材10從焊接溫度冷卻至開(kāi)始珠光體轉(zhuǎn)變的最低冷卻速度，以使焊接接頭11處的材料至少具有部分下貝氏體組織。
下貝氏體組織具有較高強(qiáng)度和較好的韌性，焊接接頭11處存在下貝氏體組織能夠同時(shí)提高焊接接頭11的強(qiáng)度和韌性。
焊接接頭11處的材料冷卻速度V越大則焊接件接頭11處的材料中獲得的下貝氏體組織越多，焊接接頭11的強(qiáng)度越高。
為了使焊接接頭11處獲得盡可能多的下貝氏體組織，優(yōu)選地在熱處理步驟中，焊接接頭11處的材料的冷卻速度V大于母材10的臨界冷卻速度，以使焊接接頭11處的材料全部具有下貝氏體組織。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所謂的“臨界冷卻速度”材料在冷卻時(shí)組織轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆R氏體結(jié)構(gòu)時(shí)所需的的最低冷卻速度。焊接接頭11處的材料以大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻可以使該處得到較多的貝氏體結(jié)構(gòu)組織，使焊接接頭11兼具較高的強(qiáng)度和較好的韌性。
當(dāng)母材10為高強(qiáng)鋼時(shí)，臨界冷卻速度大約為138. 5°C /s,因此在所述熱處理步驟中，冷卻焊接接頭11處的材料時(shí)的冷卻速度V可以大于138. 5V /S。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述“高強(qiáng)鋼”是指屈服強(qiáng)度大于345MPa的鋼鐵材料。
如上文所述，在所述熱處理步驟中的保溫預(yù)定時(shí)間t的長(zhǎng)度可以根據(jù)母材10的材料從奧氏體完全轉(zhuǎn)化成珠光體和/或下貝氏體所需的時(shí)間而定。保溫時(shí)間越長(zhǎng)，則焊接接頭11處的材料的組織轉(zhuǎn)變?cè)酵耆?。?yōu)選地，預(yù)定時(shí)間t可以為IOs至50s。當(dāng)焊接接頭11 在所述熱處理步驟中保溫IOs至50s后，焊接接頭11處的材料可以從奧氏體組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織或下貝氏體組織。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，如圖1至圖7中所示，還提供一種熱處理裝置100，其中，該熱處理裝置100用于實(shí)施本發(fā)明所提供的上述焊接方法中的熱處理步驟，熱處理裝置100包括具有開(kāi)口 IlOa的熱處理腔110，該熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)能夠從開(kāi)口 IlOa流出并與焊接接頭11直接接觸，熱處理介質(zhì)的溫度為母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度V
在進(jìn)行所述焊接方法時(shí)，熱處理裝置100設(shè)置在進(jìn)行所述焊接步驟的焊槍200后方，并隨焊槍200同步移動(dòng)。
如圖1和圖3中所示，在進(jìn)行所述熱處理步驟時(shí)， 焊接接頭11暴露在熱處理腔110 中，熱處腔110中的熱處理介質(zhì)相接觸，將焊接接頭11處的材料從預(yù)定溫度T1降低至下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Tc^
在本發(fā)明中，通過(guò)控制熱處理裝置100的移動(dòng)速度以及所述熱處理裝置100的熱 處理腔110的長(zhǎng)度(沿移動(dòng)方向的長(zhǎng)度)可以控制所述熱處理步驟中的保溫的所述預(yù)定時(shí)間 t。預(yù)定時(shí)間t=熱處理腔110的長(zhǎng)度/熱處理裝置100的移動(dòng)速度。因此，可以通過(guò)預(yù)定 時(shí)間t的值以及熱處理裝置100的移動(dòng)速度來(lái)確定熱處理腔110的長(zhǎng)度。
在本發(fā)明中，可以將熱處理裝置100與盛放熱處理介質(zhì)的容器相連，通過(guò)抽吸泵 等設(shè)備將所述容器中的熱處理介質(zhì)引入熱處理腔110中即可。為了節(jié)約熱處理介質(zhì)，便于 將熱處理介質(zhì)送入熱處理腔110中，優(yōu)選地，熱處理裝置100還可以包括熱交換腔120，該熱 交換腔120與熱處理腔110選擇性地連通，熱處理介質(zhì)在熱交換腔120中被加熱或冷卻至 下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl后送入熱處理腔110。
在進(jìn)行所述熱處理步驟之前，將熱處理介質(zhì)儲(chǔ)存于熱交換腔120內(nèi)，然后將熱處 理介質(zhì)加熱至母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl，在所述熱處理步驟開(kāi)始時(shí)，將熱交換腔 120內(nèi)的熱處理介質(zhì)通入熱處理腔110內(nèi)。保溫預(yù)定時(shí)間t后，熱處理介質(zhì)溫度升高，此時(shí) 可以將熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)回收至熱交換腔120內(nèi)，并在熱交換腔120內(nèi)冷卻至 母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度T。。
為了便于將熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)進(jìn)行回收利用，優(yōu)選地，熱處理裝置100 還可以包括介質(zhì)回收裝置，介質(zhì)回收裝置用于將熱處理腔110中的所述熱處理介質(zhì)送回?zé)?交換腔120。
下文中將詳細(xì)介紹圖2和圖3中所示的熱處理裝置100的結(jié)構(gòu)。如圖中所示，熱處 理裝置100可以包括下端開(kāi)放的殼體130和盛放熱處理介質(zhì)的浴鹽池140，該浴鹽池140設(shè) 置在殼體130的內(nèi)部空間中，殼體130內(nèi)位于浴鹽池140下方的部分形成為熱處理腔110， 浴鹽池140的側(cè)壁與殼體130之間存在第一間隙150，以使熱處理介質(zhì)能夠通過(guò)第一間隙 150到達(dá)熱處理腔110。
為了實(shí)現(xiàn)熱處理腔110與熱交換腔120之間的“選擇性地連通”，如圖5所示，優(yōu)選 地，可以在第一間隙150內(nèi)設(shè)置開(kāi)關(guān)閥151。將熱交換腔120內(nèi)的熱處理加熱或冷卻至母材 的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl后，將開(kāi)關(guān)閥151打開(kāi)，使熱處理介質(zhì)通過(guò)第一間隙150流到 熱處理腔110內(nèi)。
進(jìn)一步優(yōu)選地，還可以在第一間隙150內(nèi)設(shè)置過(guò)濾器件(如，濾網(wǎng)等)，從而防止熱 處理介質(zhì)中的雜質(zhì)進(jìn)入第一間隙150中堵塞該第一間隙150。
為了便于將熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)回收，優(yōu)選地，所述介質(zhì)回收裝置可以 包括抽吸泵160和設(shè)置在浴鹽池140內(nèi)的輸送管141，該輸送管141的下端與熱處理腔110 相通，抽吸泵160設(shè)置在輸送管141中，以將熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)回收至浴鹽池 140 內(nèi)。
為了防止輸送管141內(nèi)的液體重新流回?zé)崽幚砬唬鐖D3和圖7中所示，優(yōu)選地， 所述介質(zhì)回收裝置還可以包括設(shè)置在輸送管141內(nèi)的單向閥142，該單向閥142位于抽吸 泵160的下方，只允許熱處理介質(zhì)從該單向閥142的下方流向該單向閥142的上方。當(dāng)抽 吸泵160工作時(shí),熱處理介質(zhì)可以通過(guò)單向閥向上流動(dòng),而當(dāng)抽吸泵160停止工作時(shí),輸送 管141內(nèi)的流體不會(huì)通過(guò)單向閥142再次流回?zé)崽幚砬?10中。
由于熱處理裝置100隨焊槍200同時(shí)移動(dòng)，因此，為了便于將熱處理腔110，優(yōu)選 地，介質(zhì)回收裝置還包括套筒170和氣體源，套筒170套在殼體130外部，且套筒170的上部與殼體130密封連接，套筒170的下方開(kāi)放，且套筒170的下邊緣超過(guò)殼體130的下邊緣， 氣體源產(chǎn)生的氣體通入套筒170與殼體130之間的第二間隙171。容易理解的是，第二間隙 171環(huán)繞殼體130，氣體在熱處理腔110的外側(cè)將熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)吹向熱處理腔110的中心位置，從而便于抽吸泵160將熱處理介質(zhì)抽吸至輸送管141內(nèi)，并送回?zé)峤粨Q腔120內(nèi)。
在進(jìn)行本發(fā)明所述的焊接方法時(shí)，套筒170的下邊緣可以與母材10相接觸，從而可以更好地將熱處理介質(zhì)回收。當(dāng)然，套筒170的下邊緣也可以與母材10之間保持一定的間隙，以防止在焊接過(guò)程中磨損套筒170。優(yōu)選地，套筒170的下邊緣與母材之間的間隙可以小于5mm，從而既能夠保證氣體源產(chǎn)生的氣體可以將熱處理介質(zhì)吹送至熱處理腔110的中心位置，也可以保證套筒170不被磨損。
如圖3中所示，氣體源產(chǎn)生的氣體通過(guò)管道通入第二間隙171中?？梢栽谒龉艿郎显O(shè)置開(kāi)關(guān)閥，通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)度以及氣體源的氣壓可以控制通入第二間隙171中的氣體的流速。
在本發(fā)明中，氣體源提供的氣體可以是空氣、惰性氣體等，為了防止焊接接頭被氧化，并降低成本，優(yōu)選地，氣體源設(shè)置為可以提供二氧化碳?xì)怏w。
為了便于控制浴鹽池140內(nèi)熱處理介質(zhì)的溫度，優(yōu)選地，可以在浴鹽池140內(nèi)設(shè)置有加熱裝置143和冷卻裝置144。在進(jìn)行所述熱處理步驟之前，利用加熱裝置143將所述熱處理介質(zhì)加熱至母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl,當(dāng)介質(zhì)回收裝置將熱處理介質(zhì)從熱處理腔110中回收至熱交換腔120中后，可以用冷卻裝置144將熱處理介質(zhì)的溫度降至母材 10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度I；。為了便于觀察熱處理腔110內(nèi)的熱處理介質(zhì)的溫度，優(yōu)選地，如圖4中所示，可以在熱交換腔120中設(shè)置溫度計(jì)146。在本發(fā)明中，加熱裝置143可以包括電阻絲，冷卻裝置144可以包括水冷管。
為了便于控制熱處理介質(zhì)的溫度，優(yōu)選地，可以在浴鹽池140內(nèi)設(shè)置溫度傳感器 145。該溫度傳感器145和加熱裝置143和冷卻裝置144電連接。應(yīng)當(dāng)理解的是，所述熱處理裝置還包括與溫度傳感器145電連接的控制器，該控制器與所述加熱裝置143和冷卻裝置144電連接。當(dāng)溫度傳感器145檢測(cè)到熱處理介質(zhì)的溫度高于或低于母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度TO時(shí)，將溫度信號(hào)傳給控制器，控制器根據(jù)具體的溫度值控制開(kāi)啟冷卻裝置144或加熱裝置143，以對(duì)熱處理介質(zhì)進(jìn)行冷卻或加熱。
為了便于將所述熱處理介質(zhì)輸送至熱處理腔，優(yōu)選地，所述熱處理裝置100還可以包括介質(zhì)進(jìn)給裝置，該介質(zhì)進(jìn)給裝置用于將熱交換腔120中加熱至母材10的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ttl的熱處理介質(zhì)輸送至熱處理腔110。通常，介質(zhì)進(jìn)給裝置也可以包括 抽吸泵。
在本發(fā)明中，所述熱處理介質(zhì)應(yīng)當(dāng)具有很好的冷卻能力。并且通過(guò)控制熱處理介質(zhì)的成分可以控制所述熱處理步驟的冷卻速度。在本發(fā)明中，由于所述預(yù)定溫度T1較高(低于所述焊接步驟中的焊接溫度50至100°C)，所述熱處理介質(zhì)在高溫下應(yīng)該較穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生分解。優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分可以包括1(0!1、似0!1和!120。KOH和NaOH均為離子晶體，混合后生成熔點(diǎn)較低的混合物。并且KOH和NaOH都具有良好的水溶性，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，長(zhǎng)期處在高溫環(huán)境下不會(huì)分解，而且不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。熱處理介質(zhì)中的H2O可以增強(qiáng)該熱處理介質(zhì)的冷卻能力和流動(dòng)性，便于對(duì)所述熱處理介質(zhì)進(jìn)行回收后利用。
為了增加所述熱處理介質(zhì)的流動(dòng)性，便于回收利用，優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分還可以包括NaNO2。
當(dāng)所述氣體源提供的氣體為二氧化碳時(shí)，優(yōu)選地，所述熱處理介質(zhì)的成分還包括 Na2CO3,以防止所述熱處理介質(zhì)中的堿性浴鹽(K0H、Na0H)與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。S卩，可以防止KOH與H2OXO2反應(yīng)生成KHCO3,或者防止KOH與CO2反應(yīng)生成K2CO3,并可以防止NaOH與 H2O, CO2反應(yīng)生成NaHCO3,或者可以防止NaOH與CO2反應(yīng)生成Na2C03。
為了使所述熱處理介質(zhì)具有最優(yōu)的冷卻性能和流動(dòng)性，優(yōu)選地，在所述熱處理介質(zhì)中，KOH的重量比為35-40%, NaOH的重量比為40-45%, NaNO2的重量比為5-10%, Na2CO3 的重量比為5-8%，H2O的重量比為10-13%。具有上述成分的所述熱處理介質(zhì)的工作溫度為 160 0C M 350 0C ο
作為本發(fā)明的再一個(gè)方面，還提供一種焊接系統(tǒng)，其中，該焊接系統(tǒng)用于實(shí)施本發(fā)明所提供的上述焊接方法，所述焊接系統(tǒng)包括用于實(shí)施所述焊接步驟的焊槍200和用于實(shí)施所述熱處理步驟的熱處理裝置100，該熱處理裝置100與進(jìn)行焊接步驟的焊槍200沿焊接方向同步移動(dòng)，且熱處理裝置100為本發(fā)明所提供的上述熱處理裝置。
熱處理裝置100在焊槍200后方，隨焊槍200同步移動(dòng)，可以對(duì)焊接接頭11進(jìn)行所熱處理步驟。
優(yōu)選地，熱處理腔110的靠近焊槍200的一端與焊槍200的中心之間的距離為 30-50mm。在這種情況下，熱處理腔110的前端的焊接接頭的溫 度比焊接溫度低大約50至 100。。。
在焊接時(shí)，將焊接接頭冷卻至貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度使得焊接接頭處不會(huì)產(chǎn)生馬氏體組織，從而降低焊接接頭處的冷裂紋敏感性，提高了接頭的力學(xué)性能。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種焊接方法，其特征在于，該方法包括焊接步驟將母材(10)焊接在一起，并形成焊接接頭(11);熱處理步驟使所述焊接接頭(11)處的材料從預(yù)定溫度(T1)冷卻至所述母材(10)的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(Ttl),將所述焊接接頭(11)處的材料的溫度保持在所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(Ttl)，保溫時(shí)間為預(yù)定時(shí)間(t)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述熱處理步驟中，所述焊接接頭(11)處的材料的冷卻速度(V)大于所述母材(10)從焊接溫度冷卻至開(kāi)始珠光體轉(zhuǎn)變的最低冷卻速度，以使所焊接接頭(11)處的材料至少具有部分下貝氏體組織。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于，在所述熱處理步驟中，所述焊接接頭(11)處的材料的冷卻速度(V)大于所述母材(10)的臨界冷卻速度，以使所述焊接接頭(11)處的材料全部具有下貝氏體組織。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述母材(10)為高強(qiáng)鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的焊接方法，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間(t)為IOs 至 50s。
6.一種熱處理裝置，其特征在于，該熱處理裝置用于實(shí)施權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述焊接方法中的所述熱處理步驟，所述熱處理裝置包括具有開(kāi)口( IlOa)的熱處理腔(110)，該熱處理腔(110)內(nèi)的熱處理介質(zhì)能夠從所述開(kāi)口(IlOa)流出并與所述焊接接頭(11)接觸，所述熱處理介質(zhì)的溫度為所述母材(10)的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(TtlX
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱處理裝置，其特征在于，該熱處理裝置還包括熱交換腔(120)，該熱交換腔(120)與所述熱處理腔(110)選擇性地連通，所述熱處理介質(zhì)在所述熱交換腔(120)中被加熱或冷卻至所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(Ttl)后送入所述熱處理腔(110)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱處理裝置，其特征在于，該熱處理裝置還包括介質(zhì)回收裝置，所述介質(zhì)回收裝置用于將所述熱處理腔(110)中的熱處理介質(zhì)送回所述熱交換腔(120)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱處理裝置，其特征在于，該熱處理裝置包括下端開(kāi)放的殼體(130)和盛放所述熱處理介質(zhì)的浴鹽池(140)，該浴鹽池(140)設(shè)置在所述殼體(130)的內(nèi)部空間中，所述殼體(130)內(nèi)位于所述浴鹽池(140)下方的部分形成為所述熱處理腔(110)，所述浴鹽池(140)的側(cè)壁與所述殼體(130)之間存在第一間隙(150)，以使所述熱處理介質(zhì)能夠通過(guò)所述第一間隙(150 )到達(dá)所述熱處理腔(110 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱處理裝置，其特征在于，所述第一間隙(150)內(nèi)設(shè)置有開(kāi)關(guān)閥(151)和/或過(guò)濾器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱處理裝置，其特征在于，所述介質(zhì)回收裝置包括抽吸泵(160)和設(shè)置在所述浴鹽池(140)內(nèi)的輸送管(141)，該輸送管(141)的下端與所述熱處理腔(110)相通，所述抽吸泵(160)設(shè)置在所述輸送管(141)中，以將所述熱處理腔(110)內(nèi)的熱處理介質(zhì)回收至所述浴鹽池(140)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱處理裝置，其特征在于，所述介質(zhì)回收裝置還包括設(shè)置在所述輸送管(141)內(nèi)的單向閥(142)，該單向閥(142)位于所述抽吸泵(160)的下方，只允許所述熱處理介質(zhì)從該單向閥(142)的下方流向該單向閥(142)的上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱處理裝置，其特征在于，所述介質(zhì)回收裝置還包括套筒(170)和氣體源，所述套筒(170)套在所述殼體(130)外部，且所述套筒(170)的上部與所述殼體(130)密封連接，所述套筒(170)的下方開(kāi)放，所述套筒(170)的下邊緣超過(guò)所述殼體(130)的下邊緣，所述氣體源產(chǎn)生的氣體通入所述套筒(170)與所述殼體(130)之間的第二間隙(171)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱處理裝置，其特征在于，所述氣體源能夠提供二氧化碳?xì)怏w。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱處理裝置，其特征在于，所述浴鹽池(140)內(nèi)設(shè)置有加熱 >裝置(143)和冷卻裝置(144)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱處理裝置，其特征在于，所述浴鹽池(140)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器(145)，該溫度傳感器(145)與所述加熱裝置(143)和所述冷卻裝置(144)電連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱處理裝置，其特征在于，該熱處理裝置還包括介質(zhì)進(jìn)給裝置，該介質(zhì)進(jìn)給裝置用于將所述熱交換腔中的熱處理介質(zhì)輸送至所述熱處理腔。
18.根據(jù)權(quán)利要求6至17中任意一項(xiàng)所述的熱處理裝置，其特征在于，所述熱處理介質(zhì)的成分包括KOH、NaOH和H2O。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱處理裝置，其特征在于，所述熱處理介質(zhì)的成分還包括NaNO2 ο
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱處理裝置，其特征在于，所述熱處理介質(zhì)的成分還包括Na2CO30
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的熱處理裝置，其特征在于，在所述熱處理介質(zhì)中，KOH的重量比為35-40%，NaOH的重量比為40_45%，NaNO2的重量比為5_10%，Na2CO3的重量比為5_8%，H2O的重量比為10-13%。
22.—種焊接系統(tǒng)，其特征在于，該焊接系統(tǒng)用于實(shí)施權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的焊接方法，所述焊接系統(tǒng)包括用于實(shí)施所述焊接步驟的焊槍(200)和用于實(shí)施所述熱處理步驟的熱處理裝置(100)，該熱處理裝置(100)與進(jìn)行所述焊接步驟的焊槍(200)沿焊接方向同步移動(dòng)，且所述熱處理裝置為權(quán)利要求6至21中任意一項(xiàng)所述的熱處理裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述熱處理腔(110)靠近所述焊槍(200)的一端與該焊槍(200)的中心之間的距離為30-50mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種焊接方法，其中，該方法包括焊接步驟將母材(10)焊接在一起，并形成焊接接頭(11)；熱處理步驟使所述焊接接頭(11)處的材料從預(yù)定溫度(T1)冷卻至所述母材(10)的下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(T0)，將所述焊接接頭(11)處的材料的溫度保持在所述下貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度(T0)，保溫時(shí)間為預(yù)定時(shí)間(t)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種實(shí)施所述熱處理步驟的熱處理裝置(100)和一種實(shí)施所述焊接方法的焊接系統(tǒng)。在焊接時(shí)，將焊接接頭冷卻至貝氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度使得焊接接頭處不會(huì)產(chǎn)生馬氏體組織，從而焊接接頭處的冷裂紋敏感性，提高了接頭的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C21D9/50GK103028851SQ201210499248
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王霄騰, 袁曉東, 任會(huì)禮, 付玲 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司