一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法技术

本发明专利技术公开了一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，步骤为：安装随焊旋转冲击装置；安装红外测温装置；焊接及随焊冲击旋转挤压。本发明专利技术的随焊旋转冲击局部关键区域的方法实现了高效化、精确化控制热影响区软化问题，通过控制超过其调质处理中回火温度区域的塑性变形量及物理冶金的角度出发，采用旋转冲击处理形成了作用区域的较强塑性变形量，细化作用区域的晶粒，抑制碳原子的扩散，诱发马氏体相变，增加作用区域的强度、塑韧性，从根本上抑制了高强钢焊接热影响区接头软化的问题。与传统的改变焊接方法限制焊接热输入和焊后热处理工艺比较，本发明专利技术的随焊旋转冲击处理方法采用强复合载荷作用随焊抑制焊接接头软化的效果明显。

【技术实现步骤摘要】
一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法
本专利技术属于调质钢热处理的
，尤其涉及一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法。
技术介绍
低合金高强钢综合性能好，经济效益显著，是焊接结构中用量非常大的一类工程材料。低合金高强钢按其屈服强度级别及热处理状态又分为：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。其中，调质钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度，良好的塑韧性，因此在机械零件制造中被广泛地使用。在调质钢焊接过程中，热循环峰值温度介于回火温度与AC1之间的热影响区会产生强度和硬度的降低，即出现局部软化现象。而且，调质钢的强度级别越高，软化问题越突出。调质钢焊接热影响区软化问题的解决，常常通过应用能量密度高的焊接方法，减少焊接热输入降低热影响区的软化程度；或是焊后重新进行调质处理。但是，通过采用高能束的焊接方法降低焊接热输入，需要增加较大的设备投入；另外，降低焊接热输入如果控制不好则会产生咬边、未焊透等缺陷，难以保证焊缝质量。焊后重新进行调质处理，常因工件的尺度和形状难以实现。公开号为CN101138817的专利技术专利公开了一种随焊冲击旋转挤压控制焊接应力变形的装置，涉及一种控制薄壁金属焊接应力变形的装置，针对随焊冲击碾压控制焊接应力变形的装置作业时噪音较大，工作环境差，且受冲击碾压轮和焊枪尺寸的影响，轮枪距无法满足理论理想值的问题。压杆的上端插入到电锤的头部内，电锤紧固在二号支座上，底板的另一侧面上固定有两对滑块和一个丝母，丝母和升降丝杠配合，两对滑块分别和两个导轨配合，导轨的两端分别固装在支座上，两个导轨和升降丝杠平行，升降丝杠的两端装有轴承，支座固定在底座上。该专利技术的频率与冲击力大小均可调节，既能控制直焊缝又能控制封闭环焊缝，而且还可以有效防止产生焊接热裂纹。该装置主要针对薄壁金属焊接应力变形进行控制，还可以有效防止焊缝处产生焊接热裂纹。从其研究背景来看，主要是针对焊缝处的焊接不足进行控制。焊接加热过程形成了焊缝、焊接热影响区，这两个区域都对焊接接头质量有着至关重要的影响，为了进一步提升焊接接头的焊接质量，在保证焊缝质量的前提下，也需要对焊接热影响区进行控制，建立焊接接头质量控制体系。调质钢焊接过程中，热循环峰值温度介于回火温度与AC1之间的热影响区会产生强度和硬度的降低，即出现局部软化现象。而且调质钢的强度级别越高，软化问题越突出。调质钢焊接热影响区软化问题的解决，常常通过采用高能量密度的焊接方法，通过限制焊接热输入来抑制接头软化的程度。另外，也可以焊后重新进行调质处理。但是，限制焊接热输入需要增加设备投入，甚至可能导致焊接接头产生大量的缺陷；焊后重新进行调质处理常因工件的尺度和形状难以实现。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，提升焊接影响区中回火软化区的强度，增加焊接接头的承载性能，抑制焊接热影响区软化的效果明显。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，包括以下步骤：步骤1：安装随焊旋转冲击装置，通过旋转冲击电锤对工件进行冲击；步骤2：安装红外测温装置，用于标识工件焊接热循环过程中热影响区的峰值温度；步骤3：焊接及随焊冲击旋转挤压，用于当所述红外测温装置所测量的温度超过工件调质时的回火温度时，停止移动红外测温装置，迅速下压所述旋转冲击电锤，使得旋转冲击电锤对工件超过调质时的回火温度处形成强烈的冲击作用。优选的，所述旋转冲击电锤通过环形结构件固定在随焊旋转冲击装置的垂直放置的十字滑台上。进一步的，所述旋转冲击电锤的输出功率：980W；额定频率：50Hz；空载转速：800r/min；额定电压：220V。可选的，所述旋转冲击电锤底部的旋转冲击杆与工件作用处设有直径不小于6mm的过渡圆角。进一步的，所述红外测温装置通过工装夹具固定在随焊旋转冲击装置的垂直放置的十字滑台上；所述工装夹具包括固定轴、滑动连接在所述固定轴一端上的中空矩形块，所述固定轴的另一端插入台阶式圆形块的阶梯圆形盲孔中，并通过压紧螺栓压紧；所述台阶式圆形块固定在所述垂直放置的十字滑台上。可选的，在步骤3中，在工件起始及焊接结束部位的预点焊处分别设置引入板、引出板。进一步的，在步骤3中，工件装夹紧固在水平放置的十字滑台上后，按照设定的焊接速度对水平放置的十字滑台进行移动，同时由工件的板边向板中心位置调整装夹在所述垂直放置的十字滑台上的红外测温装置；当红外测温装置所测量的温度超过调质时的回火温度时，停止移动红外测温装置，迅速下压旋转冲击电锤，使得旋转冲击电锤对工件超过调质时的回火温度处形成强烈的冲击作用。由上，本专利技术的随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法采用机械加载通过冲击、剪切耦合作用方式形成变形强化、抑制第二相粗化、诱发马氏体相变等效应，提升焊接影响区中回火软化区的强度，继而增加焊接接头的承载性能。本专利技术的随焊旋转冲击局部关键区域的方法实现了高效化、精确化控制热影响区软化问题，工艺参数根据实际工件可在一定范围内进行调整，具有良好的工艺裕度。本专利技术针对焊接热循环所导致的调质钢焊接热影响区软化问题，焊接冷却过程中通过控制超过其调质处理中回火温度区域的塑性变形量及物理冶金的角度出发，采用旋转冲击处理形成了作用区域的较强塑性变形量，细化了作用区域的晶粒，抑制了碳原子的扩散，诱发了马氏体相变，增加了作用区域的强度、塑韧性，从根本上抑制了高强钢焊接热影响区接头软化的问题。与传统的改变焊接方法限制焊接热输入和焊后热处理工艺比较，本专利技术的随焊旋转冲击处理方法采用强复合载荷作用随焊抑制焊接接头软化的效果明显。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法中的随焊旋转冲击工装示意图；图2为本专利技术中的环形结构件的结构示意图；图3为本专利技术中的工装夹具的结构示意图；图4为常规焊接和采用本专利技术的随焊旋转冲击挤压焊接后工件的微观组织对比图；图5为有、无随焊旋转冲击作用的热影响区的最低硬度图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。参见图1至图5，本专利技术的随焊旋转冲击技术强化焊接接头承载能力的方法，是在焊接过程中，利用外加机械装置产生的旋转冲击形成压缩应力和剪切应力耦合作用于循环峰值温度介于回火温度与AC1之间的热影响区域，对仍处于较高温度的区域产生较强的塑性变形，起到应变强化作用；同时使该区域的材料受到强烈挤压状态的力学作用，抑制碳原子的扩散，从根本上减少碳化物的粗化；作用区域的强烈的应力及应变使得该区域产生诱发马氏体相变，提高区域中的马氏体含量，继而增加区域的强度、硬度。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：安装随焊旋转冲击装置，通过旋转冲击电锤对工件进行冲击；步骤2：安装红外测温装置，用于标识工件焊接热循环过程中热影响区的峰值温度；步骤3：焊接及随焊冲击旋转挤压，用于当所述红外测温装置所测量的温度超过工件调质时的回火温度时，停止移动红外测温装置，迅速下压所述旋转冲击电锤，使得旋转冲击电锤对工件超过调质时的回火温度处形成强烈的冲击作用。

【技术特征摘要】
1.一种随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：安装随焊旋转冲击装置，通过旋转冲击电锤对工件进行冲击；步骤2：安装红外测温装置，用于标识工件焊接热循环过程中热影响区的峰值温度；步骤3：焊接及随焊冲击旋转挤压，用于当所述红外测温装置所测量的温度超过工件调质时的回火温度时，停止移动红外测温装置，迅速下压所述旋转冲击电锤，使得旋转冲击电锤对工件超过调质时的回火温度处形成强烈的冲击作用。2.如权利要求1所述的随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，其特征在于，所述旋转冲击电锤通过环形结构件固定在随焊旋转冲击装置的垂直放置的十字滑台上。3.如权利要求1所述的随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，其特征在于，所述旋转冲击电锤的输出功率：980W；额定频率：50Hz；空载转速：800r/min；额定电压：220V。4.如权利要求1所述的随焊旋转冲击控制调质钢焊接热影响区软化的方法，其特征在于，所述旋转冲击电锤底部的旋转冲击杆与工件作用处设有直径不小于6mm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，綦秀玲，赵麒翔，任鑫，杨泽宇，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21