【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀，具体为一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置及方法。
技术介绍
1、不锈钢复合板常用爆炸复合的方式制造，覆层的不锈钢主要承受介质的腐蚀作用，基层主要确保结构的强度和刚度，各自利用材料的特性。在容器制造过程中，通常采用焊后热处理的方式来提高基层材料的性能或采用快速冷却的方式来提高覆层的晶间腐蚀能力。因为焊后热处理的温度通常位于不锈钢晶间腐蚀的敏化温度区间内，会降低覆层的耐晶间腐蚀能力；快速冷却可以缩短覆层位于敏化温度区间的时间，但会增加基层出现淬硬组织的风险，从而降低基层材料的性能。故而，导致现有技术中不锈钢复合板要么基层材料性能好但覆层耐晶间腐蚀能力较低，要么覆层耐晶间腐蚀能力强但么基层材料性能较差，不能同时具备较好的基层力学性能和覆层耐晶间腐蚀性能。
技术实现思路
1、本专利技术技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，主要提供了一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置及方法，用以解决上述
技术介绍
中提出的不锈钢复合板不能同时具备较好的基层力学性能和覆层耐晶间腐蚀性能的技术问题。
2、本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：
3、一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，包括焊接/冷却装置、热处理装置和整体控制装置，以及设于焊接/冷却装置、热处理装置之间的传输装置和设于传输装置上方的检测装置；所述检测装置包括激光光谱仪和测厚仪，所述热处理装置包括试件放置台和设于试件放置
4、进一步地，所述焊接/冷却装置包括：焊接/冷却操作台、铜垫板和喷淋机构，所述铜垫板设于焊接/冷却操作台上，所述喷淋机构设于铜垫板正上方。
5、进一步地，所述传输装置包括传输设备和用于驱动传输设备的传输动力机构。
6、进一步地，所述检测装置顶部连接有弹簧。
7、本专利技术还提供一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，采用上述的装置，所述方法包括如下步骤：
8、s1、依次焊接不锈钢复合板的基层、过渡层和覆层，均采用小电流、快速焊、低热输入的焊接工艺参数进行焊接；
9、s2、整体焊接完成后，清理表面的药皮，通过喷淋机构喷水快速降温，降低到400℃，得到不锈钢复合板的焊接试件；
10、s3、将焊接试件放置到传输装置上，传输装置开启运行，将焊接试件运输至检测装置下方；
11、s4、检测装置通过激光光谱仪对焊接试件进行元素光谱分析，测定各种元素的含量，并将数据传输给热处理控制装置；检测装置通过测厚仪测量焊接试件的厚度，并将厚度数据传输给热处理控制装置；
12、s5、热处理控制装置根据热处理工艺设计计算公式，确定热处理温度和保温时间，以及对应的升温和降温速度，从而制定热处理工艺；
13、s6、检测完毕后，传输装置继续将焊接试件传输至试件放置台，热处理控制装置启动热处理感应加热装置闭合，并控制热处理感应加热装置的初设温度为400℃，待焊接试件快速升温至400℃后继续升温；
14、s7、焊接试件达到450℃，保温5min，随后继续升温；焊接试件达到500℃，保温5min，随后继续升温；焊接试件达到550℃后，保温5min，随后继续升温；焊接试件达到热处理温度t后，开始保温，保温温度为t±10℃，保温时间为t；
15、s8、保温结束后，焊接试件开始按照降温速度要求降温，热处理感应加热装置(6)根据热处理工艺调整加热功率；
16、s9、焊接试件降温至400℃以下后，完全打开热处理感应加热装置(6)；待焊接试件降至常温后，取出焊接试件；
17、s10、进行焊接试件的不锈钢焊缝耐晶间腐蚀性能检验。
18、进一步地，步骤s4中，激光光谱仪测定元素cr的含量；步骤s5中，热处理工艺设计计算公式为：当cr含量≤0.5％，且厚度δ>19时，热处理温度t＝600×α-20，α取值1-1.2；当cr含量>0.5％，且厚度δ>13时，热处理温度t＝(600+a)×β-20，β取值1-1.1，a取值100；热处理保温时间t＝(δ/2)2×π×ρ/(4×k)×α，δ为厚度，ρ为密度，k为热传导系数，α为变化系数；升温速度υ＝γb，b取值为55℃/h，γ取值范围为1-4；降温速度υ＝ηc，c取值为55℃/h，η取值范围为1-5。
19、进一步地，步骤s1中焊接基层时，保证焊缝呈“凹”形，焊缝与坡口两侧有一定的熔合，使熔合比达到20～30％，焊缝与坡口呈圆滑过渡，减少应力集中，降低后期快速冷却过程中的出现裂纹的倾向；基层的焊接严格控制层间温度为<300℃，严格控制层间清理的质量，消除层间的夹渣、气孔等缺陷，降低晶间出现淬硬组织的概率。
20、进一步地，步骤s1中焊接过渡层时，控制焊接厚度，既要熔合基层又要熔合覆层，在覆层一侧熔合厚度相对厚一点(≥2mm)，增加快速冷却过程中的抗拉性能。
21、进一步地，步骤s1中焊接覆层时，将层间温度控制在100℃以下，清理完表面的药皮后，通过喷淋机构喷水和铜垫板快速降低焊缝的温度，减少焊缝在400℃以上的停留时间，保证焊缝的耐晶间腐蚀性能。
22、进一步地，步骤s4中，检测装置通过调整弹簧将激光光谱仪接触到焊接试件表面进行元素光谱分析。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、(1)本专利技术设有用于对不锈钢复合板进行焊后热处理的热处理装置和用于检测焊后不锈钢复合板的激光光谱仪和测厚仪，激光光谱仪用来检测焊缝金属元素成分(主要是cr)，根据测量数据有针对性的设定热处理保温温度和时间，考虑覆层焊缝影响，α或β值取下限，热处理温度再下降20℃，一方面降低碳原子的扩散运动，降低碳原子与cr原子形成cr23c6的概率和数量，避免晶界出现贫铬现象；另一方面在相同的降温速度下，降低焊缝覆层在420℃～850℃敏化温度区间的停留时间，缩短碳原子与cr原子形成cr23c6的反应时间，减少形成cr23c6的数量，避免晶界出现贫铬现象；从而降低覆层发生晶间腐蚀的概率。则本专利技术在通过热处理消除焊缝的残余应力，提高不锈钢复合板焊缝基层力学性能的同时，还能降低热处理对不锈钢复合板焊缝覆层的影响，促进保持覆层的耐晶间腐蚀性能。
25、(2)本专利技术还根据检测装置的检测数据设定热处理装置对应的升温和降温速度，降温速度为55～280℃/h，若降温速度大于280℃/h，降温速度过快，基层碳钢易出现淬硬组织，提高基层碳钢的硬度，降低基层碳钢的塑韧性，影响材料使用性能；若降温速度小于55℃/h，增加了焊缝覆层在420℃～850℃敏化温度区间的停留时间，延长了碳原子与cr原子形成cr23c6的反应时间，提高了cr23c6的含量，加大晶界出现贫铬的概率，增大了覆层发生晶间腐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：包括焊接/冷却装置、热处理装置和整体控制装置(8)，以及设于焊接/冷却装置、热处理装置之间的传输装置和设于传输装置上方的检测装置(9)；所述检测装置(9)包括激光光谱仪和测厚仪，所述热处理装置包括试件放置台(11)和设于试件放置台(11)上的热处理感应加热装置(6)和热处理控制装置(7)，所述激光光谱仪和测厚仪分别与热处理控制装置(7)信号连接，所述热处理控制装置(7)用于控制热处理感应加热装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述焊接/冷却装置包括：焊接/冷却操作台(1)、铜垫板(2)和喷淋机构(3)，所述铜垫板(2)设于焊接/冷却操作台(1)上，所述喷淋机构(3)设于铜垫板(2)正上方。
3.根据权利要求2所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述传输装置包括传输设备(4)和用于驱动传输设备(4)的传输动力机构(5)。
4.根据权利要求3所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述检测装置(9)顶
5.一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：采用权利要求4所述的装置，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤S4中，激光光谱仪测定元素Cr的含量；步骤S5中，热处理工艺设计计算公式为：当Cr含量≤0.5％，且厚度δ>19时，热处理温度T＝600×α-20，α取值1-1.2；当Cr含量>0.5％，且厚度δ>13时，热处理温度T＝(600+a)×β-20，β取值1-1.1，a取值100；热处理保温时间t＝(δ/2)2×π×ρ/(4×k)×α，δ为厚度，ρ为密度，k为热传导系数，α为变化系数；升温速度υ＝γb，b取值为55℃/h，γ取值范围为1-4；降温速度υ＝ηc，c取值为55℃/h，η取值范围为1-5。
7.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤S1中焊接基层时，保证焊缝呈“凹”形，焊缝与坡口两侧有一定的熔合，使熔合比达到20～30％，焊缝与坡口呈圆滑过渡，减少应力集中，降低后期快速冷却过程中的出现裂纹的倾向；基层的焊接严格控制层间温度为<300℃，严格控制层间清理的质量，消除层间的夹渣、气孔缺陷，降低晶间出现淬硬组织的概率。
8.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤S1中焊接过渡层时，控制焊接厚度，既要熔合基层又要熔合覆层，在覆层一侧熔合厚度相对厚一点，增加快速冷却过程中的抗拉性能。
9.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤S1中焊接覆层时，将层间温度控制在100℃以下，清理完表面的药皮后，通过喷淋机构(3)喷水和铜垫板(2)快速降低焊缝的温度，减少焊缝在400℃以上的停留时间，保证焊缝的耐晶间腐蚀性能。
10.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤S4中，检测装置(9)通过调整弹簧(10)将激光光谱仪接触到焊接试件表面进行元素光谱分析。
...【技术特征摘要】
1.一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：包括焊接/冷却装置、热处理装置和整体控制装置(8)，以及设于焊接/冷却装置、热处理装置之间的传输装置和设于传输装置上方的检测装置(9)；所述检测装置(9)包括激光光谱仪和测厚仪，所述热处理装置包括试件放置台(11)和设于试件放置台(11)上的热处理感应加热装置(6)和热处理控制装置(7)，所述激光光谱仪和测厚仪分别与热处理控制装置(7)信号连接，所述热处理控制装置(7)用于控制热处理感应加热装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述焊接/冷却装置包括：焊接/冷却操作台(1)、铜垫板(2)和喷淋机构(3)，所述铜垫板(2)设于焊接/冷却操作台(1)上，所述喷淋机构(3)设于铜垫板(2)正上方。
3.根据权利要求2所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述传输装置包括传输设备(4)和用于驱动传输设备(4)的传输动力机构(5)。
4.根据权利要求3所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的装置，其特征在于：所述检测装置(9)顶部连接有弹簧(10)。
5.一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：采用权利要求4所述的装置，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种预防不锈钢复合板焊缝晶间腐蚀的方法，其特征在于：步骤s4中，激光光谱仪测定元素cr的含量；步骤s5中，热处理工艺设计计算公式为：当cr含量≤0.5％，且厚度δ>19时，热处理温度t＝600×α-20，α取值1-1.2；当cr...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋俊，刘长沙，徐艳红，刘杰，孙敬庭，邓浩吉，刘文明，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。