一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统技术方案

技术编号:44568007 阅读:20 留言:0更新日期:2025-03-11 14:26
本发明专利技术公开了一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,涉及焊接设备技术领域。该液氮冷却保护气系统的保护气体从保护气瓶流出,通过进气管路输送到控温液氮冷却装置的进气阀门,进入位于液氮罐内的进气换热管,流经出气换热管进行冷却,随后从出气阀门通过出气管路到达焊接平台的保护气体喷头。温度传感器位于焊接机器人手臂前端,检测焊接保护气作用区域的中心温度并实时传递给控制柜,经过其程序处理分析后,将指令发送给升降台,通过保护气冷却器的上下移动实现保护气温度变化。本发明专利技术可以对工件焊缝局部施加设定温度的冷却保护气,产生主动冷却和热张力,控制不相容压缩塑性应变和热应力的形成,达到控制残余应力和焊接变形的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接设备,尤其涉及一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统


技术介绍

1、在焊接过程中不可避免的会产生焊接残余应力,焊接残余应力主要由非均匀加热与冷却引起的热应力、相变应力、塑性变形及结构拘束等因素共同作用产生。焊接过程中,焊缝区域的快速加热和冷却导致膨胀和收缩的不均匀性,伴随相变和高温塑性变形,使焊接区域在冷却后形成不可逆的残余应力。尤其是在多层多道焊接和复杂结构中,结构的几何拘束进一步加剧了应力的累积。焊接残余应力过大会导致焊接件产生不均匀的收缩或翘曲,造成尺寸精度偏差,影响结构的安装和使用,同时焊接残余应力也会损害焊缝位置的抗疲劳、耐腐蚀性能,而且由于残余应力的作用,焊接结构在无外力条件下已存在内部应力,这可能削弱焊接接头的强度,降低其承载能力,影响焊接结构的使用性能。

2、降低焊接残余应力的常用方法包括焊后热处理、振动时效、预热与后热处理、局部热处理以及机械应力释放(如拉伸、锤击)等,但是热处理适合厚板和大型结构。但其局限性在于耗时、耗能大,不适用于薄板或尺寸受限的结构,振动时效的效果较难量化,且对复杂几何结构效果有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,其特征在于,包括:控温液氮冷却装置(1)、保护气输送管路(2)、焊接保护气瓶(3)、焊接平台(4)、控制柜(5);

2.根据权利要求1所述的一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,其特征在于,位于所述控温液氮冷却装置(1)上部的所述升降台(12)由三个在所述液氮罐(11)罐体上呈圆周等距排列的多段液压缸(121)和承载平台(122)组成,所述多段液压缸(121)上端与承载平台(122)连接,所述承载平台(122)与所述保护气冷却器(13)上端固定,所述三个多段液压缸(121)同时升降,带动承载平台(122)运动,实现保护...

【技术特征摘要】

1.一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,其特征在于,包括:控温液氮冷却装置(1)、保护气输送管路(2)、焊接保护气瓶(3)、焊接平台(4)、控制柜(5);

2.根据权利要求1所述的一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,其特征在于,位于所述控温液氮冷却装置(1)上部的所述升降台(12)由三个在所述液氮罐(11)罐体上呈圆周等距排列的多段液压缸(121)和承载平台(122)组成,所述多段液压缸(121)上端与承载平台(122)连接,所述承载平台(122)与所述保护气冷却器(13)上端固定,所述三个多段液压缸(121)同时升降,带动承载平台(122)运动,实现保护气冷却器(13)在所述液氮罐(11)的上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种用于调控焊接残余应力的液氮冷却保护气系统,其特征在于,所述保护气冷却器(13)的上端分别连接进气阀门(131)和出气阀门(132),分别连接进气管路(21)和出气管路(22),所述保护气冷却器(13)表面圆周等距阵列分布着15个散热鳍片(133),增大与液氮的接触面积,达到更好的换热效果,所述散热鳍片(133)表面与所述隔热密封圈(113)内圈紧密接触,进气换热管(134)和出气换热管(135)以螺旋旋转分布在所诉保护气冷却器(13)内部,并与所述15个散热鳍片(133)内壁紧密接触,上部穿过密封盖(136)分别与所述进气阀门(131)和出气阀门...

【专利技术属性】
技术研发人员:占小红卢书林王建峰周锟段宇航程立宏
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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