CN102528347A - 用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法，装置是在基板的中部沿基板的长度或宽度形成一凹槽，凹槽的下方与该凹槽平行的形成有进气通道，凹槽内镶嵌有散热结构，基板上还设置有用于固定被焊接的铁素体不锈钢板材的固定结构。散热结构有沿铜质本体的长度方向形成在铜质本体中部的气槽，槽的底部开有多个与进气通道相连通的气孔，铜质本体上位于气槽的两侧分别各开有一通水孔。方法：将两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，其对接线与基板上的气槽对应放置并固定；向基板上的进气通道通入工业纯氩；循环冷却水送入通水孔；对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；得到成型好的焊缝。本发明避免焊件变形，热量传导速度快，使焊缝背面成型美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接的约束式散热装置。特别是涉及一种用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法。
背景技术
铁素体不锈钢焊接时，在加热到950℃以上的近缝区，晶粒容易长大，形成粗大的铁素体，这种晶粒长大，使焊接接头的韧性和塑性急剧增加。由于不发生固态相变，这种现象很难采用焊后热处理的方法将其细化。当铬含量大于15.5％的普通铁素体不锈钢在温度为400～500℃长期加热后，会出现强度升高而韧性下降的现象，称为475℃(885°F)脆性。由此可见，铁素体不锈钢对热比较敏感，而焊接过程中由于热源的集中作用，焊件上存在温度梯度，形成不均匀的温度场，必然引起不均匀的组织和性能变化，焊接热源处于运动状态中，当焊接热源靠近焊件上某一点时，热量使该点迅速升温。因此使铁素体不锈钢在焊接过程中即时散热，缩短高温停留时间是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过在焊接过程中对铁素体不锈钢薄板施加约束，避免焊接过程中焊件变形，且加快散热，避免过热时间长使得晶粒组织粗大而影响力学性能的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法。
本发明所采用的技术方案是：一种用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法，用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置，包括基板，所述基板的中部沿基板的长度或宽度形成一凹槽，所述的凹槽的下方与该凹槽平行的形成有进气通道，所述的凹槽内镶嵌有散热结构，所述的基板上还设置有用于固定被焊接的铁素体不锈钢板材的固定结构。
所述的散热结构包括有铜质本体，沿铜质本体的长度方向形成在铜质本体中部的气槽，所述气槽的底部开有多个与所述的进气通道相连通的气孔，所述的铜质本体上位于气槽的两侧分别各开有一通水孔。
所述的固定结构包括有用于压住被焊接的铁素体板材的压板条，形成在基板上用于固定压板条的螺孔。
用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上；
2)向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔；
4)采用脉冲钨极氩弧焊，并调节焊接参数，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭焊接电源，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
一种用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上；
2)打开激光器，使光斑照射在焊件中心，同时向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔；
4)调节焊接参数进行施焊，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭激光器，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
本发明的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法，避免焊接过程中焊件变形，且加快散热，避免过热时间长使得晶粒组织粗大而影响力学性能。利用铜比普通钢材的导热系数高，采用铜质材料，使铁素体不锈钢焊接过程中散热快；通入惰性气体进行焊缝区保护，同时通入冷却水，热量传导速度快，使焊缝背面成型美观。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的水平剖面结构示意图；
图3是图1的前侧结构示意图；
图4是图3中部垂直剖面结构示意图。
图中：
1：基板 2：散热结构
3：铁素体不锈钢板材 4：螺孔
5：压板条 6：进气通道
7：凹槽 8：螺孔
21：铜质本体 22：气槽
23：通水孔 24：气孔
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置及焊接方法做出详细说明。
如图1～图4所示，本发明的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置，利用铜的导热系数高于一般钢材的导热系数，采用铜作为焊缝成型槽材料，采用普通碳钢材料作为基板材料，提高铁素体不锈钢焊接散热速率。具体包括有普通碳钢材料的基板1，所述基板1的中部沿基板1的长度或宽度形成一凹槽7，所述的凹槽7的下方与该凹槽7平行的形成有一端开口的进气通道6，所述的凹槽7内镶嵌有铜质散热结构2，所述的基板1上还设置有用于固定被焊接的铁素体不锈钢板材3的固定结构。
所述的散热结构2包括有铜质本体21，沿铜质本体21的长度方向形成在铜质本体21中部的气槽22，所述气槽22的底部开有多个与所述的进气通道6相连通的气孔24，以便通入惰性气体来冷却焊缝中心。所述的铜质本体21上位于气槽22的两侧分别各开有一通水孔23，通入冷却水，使散热效果更好。
所述的固定结构包括有用于压住被焊接的铁素体板材3的压板条5，形成在基板1上用于固定压板条5的螺孔8。
本发明的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上，通过调整螺钉及压板高度固定焊件，是为了避免焊接过程中产生变形；
2)向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上，从而达到对焊缝背面进行保护；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔，改变冷却水流速达到散热作用；
4)采用脉冲钨极氩弧焊，并调节焊接参数，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭焊接电源，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
本发明的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，还可以是包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上，通过调整螺钉及压板高度固定焊件，避免焊接过程中产生变形；
2)打开激光器，使光斑照射在焊件中心，同时向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上，从而达到对焊缝背面进行保护；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔，改变冷却水流速达到散热作用；
4)调节焊接参数进行施焊，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭激光器，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
Claims (5)
1.一种用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)的中部沿基板(1)的长度或宽度形成一凹槽(7)，所述的凹槽(7)的下方与该凹槽(7)平行的形成有进气通道(6)，所述的凹槽(7)内镶嵌有散热结构(2)，所述的基板(1)上还设置有用于固定被焊接的铁素体不锈钢板材(3)的固定结构。
2.根据权利要求1所述的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置，其特征在于，所述的散热结构(2)包括有铜质本体(21)，沿铜质本体(21)的长度方向形成在铜质本体(21)中部的气槽(22)，所述气槽(22)的底部开有多个与所述的进气通道(6)相连通的气孔(24)，所述的铜质本体(21)上位于气槽(22)的两侧分别各开有一通水孔(23)。
3.根据权利要求1所述的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置，其特征在于，所述的固定结构包括有用于压住被焊接的铁素体板材(3)的压板条(5)，形成在基板(1)上用于固定压板条(5)的螺孔(8)。
4.一种权利要求1所述的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上；
2)向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔；
4)采用脉冲钨极氩弧焊，并调节焊接参数，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭焊接电源，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
5.一种权利要求1所述的用于铁素体不锈钢板焊接的约束式散热装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选用1～3.5mm厚铁素体不锈钢板材两块，将该两块铁素体不锈钢板材对接的置于基板上，使该两块铁素体不锈钢板材的对接线与基板上的气槽对应放置，采用螺钉和固定压板条将两块铁素体不锈钢板材固定在基板上；
2)打开激光器，使光斑照射在焊件中心，同时向基板上的进气通道通入工业纯氩，调节气体流量，氩气通过镶嵌在基板上的散热结构的气孔排出至两块铁素体不锈钢板材的对接线上；
3)将循环冷却水送入散热结构的通水孔；
4)调节焊接参数进行施焊，对两块铁素体不锈钢板材进行焊接；
5)关闭激光器，关闭工业纯氩流量阀，关闭冷却水，得到成型好的焊缝。
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