一种形变热处理设备及其工艺方法

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，尤其涉及一种形变热处理设备及其工艺方法。

背景技术

连续油管的板板焊接时在焊接时有热感应区，感应区的位置晶粒粗大，硬度较软，焊缝位置强度高，在热感应区和焊缝之间出现了一个很大的硬度反差，在焊接成连续油管的时候，在此位置容易出现断裂或者凹槽的情况，严重影响了连续油管的疲劳寿命和拉伸强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种形变热处理设备及其工艺方法，解决现有技术中存在的上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种形变热处理设备，包括机体、架体和顶座，所述机体上方通过所述架体连接有所述顶座，所述机体上表面设置有加工位，所述加工位处放置有钢带，所述钢带由钢带导轮导入所述加工位，所述加工位两侧可升降对称设置有钢带上压持装置，所述钢带上压持装置可对所述钢带两端进行下压夹持，所述加工位一侧设置有可扣合在所述钢带上的焊缝保护装置和可移动至所述钢带下方的下垫板，所述加工位下方设置有下加热中频探头、上方设置有可移动升降的碾压机头。

进一步的，所述钢带导轮设置有两个且分别用于导入和导出所述钢带，所述钢带导轮底部连接有伸缩缸，所述伸缩杆与所述机体连接。

进一步的，所述架体内侧设置有红外线测温探头，所述焊缝保护装置上设有用于所述红外线测温探头测温的空隙。

进一步的，所述顶座可滑动连接有油缸，所述油缸底部连接有所述碾压机头，所述碾压机头一侧设置有可驱动所述碾压机头水平运动的驱动缸。

再进一步的，所述焊缝保护装置内通有保护气体，所述保护气体为氩气。

进一步的，所述焊缝保护装置转动扣合在所述钢带上，所述下垫板水平转动移动至所述钢带下方。

一种形变热处理工艺方法，包括以下步骤：

步骤一，通过顶座上的激光对正钢带的焊缝和下加热中频探头；

步骤二，钢带上压持装置对钢带两端进行下压夹持，以防止钢带运动；

步骤三，把焊缝保护装置转动扣到焊缝上，进行加热，加热温度为700℃-800℃，保温8s-15s；

步骤四，转动焊缝保护装置远离焊缝，抬起钢带上压持装置和钢带，在钢带下放移入下垫板，然后放下钢带，钢带上压持装置向下固定钢带，驱动缸驱动碾压机头的碾压轮前后移动，然后油缸驱动碾压机头向下进行碾压，碾压力为6t，碾压往复两次，后碾压机头退回；

步骤五，抬起钢带上压持装置和钢带，移走下垫板，放下钢带，钢带上压持装置向下固定钢带，再次把焊缝保护装置转动扣到焊缝上，二次热处理温度为700℃-800℃，保温8s-15s。

进一步的，所述步骤四中，所述焊缝保护装置上设有用于红外线测温探头测温的空隙。

进一步的，所述步骤三中，把焊缝保护装置转动扣到焊缝上，进行加热，加热温度为735℃，保温10s。

进一步的，所述步骤五中，二次热处理温度为735℃，保温10s。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明的形变热处理设备及其工艺方法通过中频对焊接位置进行热处理，减小焊缝的硬度，使焊缝和热感应区的硬度更加相近，然后通过碾压的形变方式改善组织的结构排列，减少组织间距，提高焊缝和热感应区的硬度，然后再次通过热处理，消除焊缝的残余应力，使硬度和组织跟母材更加相近或略高于母材，使管材在使用的时候避开热感应区或使焊接位置的的组织和硬度和母材一致；其中，通过中频对焊接位置进行热处理，速度更快，并且热处理和碾压操作采用同一台设备，在热处理后能够快速的进行形变热处理，形变热处理后再次热处理，操作简单，工艺控制可视化，能够控制碾压力和热处理温度、保温时间等，同时配置的焊缝保护装置，在热处理时，能够有效的保护焊缝及热感应区，防止氧化。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例1的形变热处理设备一侧的立体结构示意图；

图2为本发明实施例1的形变热处理设备另一侧的立体结构示意图。

附图标记说明：1、机体；2、架体；3、顶座；4、加工位；5、钢带；6、钢带导轮；7、钢带上压持装置；8、焊缝保护装置；9、红外线测温探头；10、油缸；11、碾压机头；12、下垫板；13、下加热中频探头。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种形变热处理设备，包括机体1、架体2和顶座3，所述机体1上方通过所述架体2连接有所述顶座3，所述机体1上表面设置有加工位4，所述加工位4处放置有钢带5，所述钢带5由钢带导轮6导入所述加工位4，所述加工位4两侧可升降对称设置有钢带上压持装置7，所述钢带上压持装置7可对所述钢带5两端进行下压夹持，所述加工位4一侧设置有可扣合在所述钢带5上的焊缝保护装置8和可移动至所述钢带5下方的下垫板12，所述加工位4下方设置有下加热中频探头13、上方设置有可移动升降的碾压机头11。

本实施例1的形变热处理设备通过中频对焊接位置进行热处理，速度更快，并且热处理和碾压操作采用同一台设备，在热处理后能够快速的进行形变热处理，形变热处理后再次热处理，操作简单，工艺控制可视化，能够控制碾压力和热处理温度、保温时间等，同时配置的焊缝保护装置8，在热处理时，能够有效的保护焊缝及热感应区，防止氧化。

具体的，所述钢带导轮6设置有两个且分别用于导入和导出所述钢带5，所述钢带导轮6底部连接有伸缩缸，所述伸缩杆与所述机体1连接。

本实施例1中，通过设置伸缩缸，伸缩缸能够驱动钢带导轮6实现升降，钢带导轮6的升降能够带动钢带5实现抬起和放下，以便移入或移出下垫板12。

具体的，所述架体2内侧设置有红外线测温探头9，所述焊缝保护装置8上设有用于所述红外线测温探头9测温的空隙。

本实施例1中，通过在焊缝保护装置8上设有空隙，且对应的在架体2内侧设置有红外线测温探头9，能够通过红外线测温探头9对加热温度进行实时监测。

具体的，所述顶座3可滑动连接有油缸10，所述油缸10底部连接有所述碾压机头11，所述碾压机头11一侧设置有可驱动所述碾压机头11水平运动的驱动缸。

本实施例1中，通过设置驱动缸和油缸10，驱动缸可驱动油缸10和碾压机头11沿顶座3滑动，实现碾压机头11的水平运动，碾压机头11到位后，在通过油缸10驱动碾压机头11实现升降，以便碾压往复操作。

其中，油缸10与顶座3之间的滑动连接可采用导轨与滑块的方式连接。

具体的，所述焊缝保护装置8内通有保护气体，所述保护气体为氩气。

具体的，所述焊缝保护装置8转动扣合在所述钢带5上，所述下垫板12水平转动移动至所述钢带5下方。

本实施例1的形变热处理设备在使用时，通过顶座3上的激光对正钢带5的焊缝和下加热中频探头13，然后钢带上压持装置7对钢带5两端进行下压夹持，以防止钢带5运动，把焊缝保护装置8转动扣到焊缝上，焊缝保护装置8上设有用于红外线测温探头9测温的空隙，后进行加热，加热完成后，转动焊缝保护装置8远离焊缝，钢带上压持装置7上升抬起，并通过伸缩缸驱动钢带5抬起，此时转动下垫板12移入钢带5下方，然后伸缩缸驱动放下钢带5，且使钢带上压持装置7向下固定钢带5，驱动缸驱动碾压机头11的碾压轮前后移动，然后油缸10驱动碾压机头11向下进行碾压，碾压往复两次，后碾压机头11退回，抬起钢带上压持装置7和钢带5，转动下垫板12移出钢带5下方，伸缩缸驱动放下钢带5，钢带上压持装置7向下固定钢带5，再次把焊缝保护装置8转动扣到焊缝上，进行二次热处理。

其中，钢带上压持装置7可升降连接在机体1上，且位于加工位4左右两侧；焊缝保护装置8可转动连接于机体1上，且非工作状态下处于竖直状态，其工作时转动90°后扣到焊缝上；下垫板12可水平转动连接在机体1上。

实施例2

一种形变热处理工艺方法，包括以下步骤：

步骤一，通过顶座3上的激光对正钢带5的焊缝和下加热中频探头13；

步骤二，钢带上压持装置7对钢带5两端进行下压夹持，以防止钢带5运动；

步骤三，把焊缝保护装置8转动扣到焊缝上，进行加热，加热温度为700℃-800℃，保温8s-15s；

步骤四，转动焊缝保护装置8远离焊缝，抬起钢带上压持装置7和钢带5，在钢带5下放移入下垫板12，然后放下钢带5，钢带上压持装置7向下固定钢带5，驱动缸驱动碾压机头11的碾压轮前后移动，然后油缸10驱动碾压机头11向下进行碾压，碾压力为6t，碾压往复两次，后碾压机头11退回；

步骤五，抬起钢带上压持装置7和钢带5，移走下垫板12，放下钢带5，钢带上压持装置7向下固定钢带5，再次把焊缝保护装置8转动扣到焊缝上，二次热处理温度为700℃-800℃，保温8s-15s。

具体的，所述步骤四中，所述焊缝保护装置8上设有用于红外线测温探头9测温的空隙。

具体的，所述步骤三中，把焊缝保护装置8转动扣到焊缝上，进行加热，加热温度为735℃，保温10s。

具体的，所述步骤五中，二次热处理温度为735℃，保温10s。

本实施例2的形变热处理工艺方法通过中频对焊接位置进行热处理，减小焊缝的硬度，使焊缝和热感应区的硬度更加相近，然后通过碾压的形变方式改善组织的结构排列，减少组织间距，提高焊缝和热感应区的硬度，然后再次通过热处理，消除焊缝的残余应力，使硬度和组织跟母材更加相近或略高于母材，使管材在使用的时候避开热感应区或使焊接位置的的组织和硬度和母材一致。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。