专利名称：一种索道大型钢结构焊后热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于焊后热处理方法技术领域，特别涉及一种索道大型钢结构焊后热处
理工艺。
背景技术：
索道，特别是客运索道，在我国发展很快，索道设备中的中间支架、拉紧装置、驱动行车架、驱动轮和迂回轮体等大型钢结构在制造过程中，由于经过弯曲、施压、锤击和进行大量的焊接，都会产生残余应力。特别是在焊接过程中，在热源的作用下，局部母材和填充材料经过熔化、冶金反应，结晶等过程形成焊缝，同时也使靠近焊缝两侧的母材上经受了复杂的热循环，形成所谓“热影响区”。这样就由于焊接的局部加热、快速冷却、较大的焊接变形等对大型钢结构产生了较大的残余应力。这种大型钢结构焊后所产生的残余应力是一个不可忽视的问题。残余应力可能会带来一些变形，当应力与变形严重时，将直接影响设备的正常安装、使用和受力状态，甚至产生裂纹和破坏，特别是变形可能带来的如下后果(1)会使驱动轮体和迂回轮体不平，运转时会产生异常响声；(2)会使中间支架的垂直轴线偏移、横担不平，使安装的托压索轮轮槽中心线走偏或倾斜，引起钢丝绳不规则运行，导致钢丝绳易脱索或轮衬不规则磨损，危及人身安全；(3)会使拉紧装置轨道变形，驱动行车架扭曲，使驱动机运行产生跳动或卡壳， 影响钢丝绳张力的平衡。这些现象所产生的后果，将直接或间接地影响索道的安装、运行和使用寿命，更重要的是会危及人身安全。可见，索道大型钢结构焊后所产生的残余应力，其影响和危害性甚大，足以应该引起有关人员的高度重视。固然，焊接热影响区的冶金问题、焊接结构的残余应力与焊接热循环有关，有人试图用调整焊接热循环来得以改善。但是，并非所有焊接结构的热影响区问题和存在的残余应力都可以通过调整热循环来解决。同时由于大型结构钢的运输较为困难，在现场进行焊后热处理最为妥当。因而，进行焊后热处理作为保证索道大型钢结构制造安装质量的一项关键技术措施，已经引起了人们越来越多的重视。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的索道大型钢结构焊后存在大量残余应力及变形的技术问题而提供一种索道大型钢结构焊后热处理工艺。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，其中加热器功率p=[ C*Q*」t*(l+K)]/(0· 24*3600)，公式中:C_钢的比热；K-热损系数，然后根据加热器每片的功率来计算所使用的加热器片数，并将加热器片均勻分布在工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
33)操作时，以30 50°C/h的速度将工件缓慢加热到500 600°C之间；
4)保温1 2h；
5)以25 30°C/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。本发明还可以采用如下技术方案 所述加热器为履带式加热器。所述电源采用专用整流变压器供电，所述专用整流变压器与大功率稳压装置连接。本发明具有的优点和积极效果是本发明利用这种电加热法对索道大型钢结构进行低温热处理，工期短、成本低，能够减少和消除索道大型钢结构的焊后残余应力，提高了索道设备的安装质量，消除了隐患，延长了索道设备的使用寿命，保证了索道设备的安全运行，提高了经济效率和社会效益。
具体实施例方式实施例一
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30 50°C/h的速度将工件缓慢加热到500 600°C之间；
4)保温1 2h；
5)以25 30°C/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。
实施例二
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30°C/h的速度将工件缓慢加热到500°C之间；
4)保温Ih；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。
实施例三
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L 92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30°C/h的速度将工件缓慢加热到600°C之间；
4)保温Ih；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例四
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30°C/h的速度将工件缓慢加热到500°C之间；
4)保温2h；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例五
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30°C/h的速度将工件缓慢加热到600°C之间；
4)保温2h；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例六
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以30°C/h的速度将工件缓慢加热到600°C之间；4)保温1. 5h ；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例七
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以50°C/h的速度将工件缓慢加热到500°C之间；
4)保温2h；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例八
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以50°C/h的速度将工件缓慢加热到600°C之间；
4)保温Ih；
5)以25/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例九
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*5 0) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以50°C/h的速度将工件缓慢加热到600°C之间；
4)保温2h；
5)以30/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。实施例十
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤
1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，例如，工件重Q=L 92t，加热速度」t=50°C/h，则所需加热器功率=P= [ C*Q*」t*(l+K)]/(0. 24*3600) = (0. 16*19200*50) * (1+0. 3) / (0. 24*3600) =242. 7KW，公式中=C-钢的比热；K-热损系数，因履带式加热器每片10KW，所以使用25片，均勻分布在使用起重设备吊起的工件上；
2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电
源；
3)操作时，以40°C/h的速度将工件缓慢加热到550°C之间；
4)保温2h；
5)以30/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。为了提高系统的安全性，本发明采用专用整流变压器供电，并使用大功率稳压装置及铜插座和瓷管。本发明的工作原理是，通过一定温度的加热、一定时间的保温和一定速度的冷却， 来改变金属及合金的内部结构(组织)，以期改变金属及合金的物理、化学和机械性能的方法，目的就是要消除金属结构受弯曲、冲压和焊接所产生的内应力。一般退火的时间可按工件最大厚度计算，以3 4ram/rain，最好是按低温退火处理所设计的加热曲线来操作，这样更为可靠。本发明中的索道大型钢结构焊后利用这种电加热法进行低温热处理，工期短、成本低，一般每吨工件只需1000 2000元左右，且热处理设备可重复使用，处理的量多则成本也下降越多。本发明的实施，能够减少和消除索道大型钢结构的焊后残余应力，提高了索道设备的安装质量，消除了隐患，延长了索道设备的使用寿命，保证了索道设备的安全运行，提高了经济效率和社会效益。
权利要求
1.一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，其特征在于，包括如下的步骤1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，其中加热器功率p=[ C*Q*」t*(l+K)]/(0· 24*3600)，公式中:C_钢的比热；K-热损系数，然后根据加热器每片的功率来计算所使用的加热器片数，并将加热器片均勻分布在工件上；2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电源；3)操作时，以30 50°C/h的速度将工件缓慢加热到500 600°C之间；4)保温1 2h；5)以25 30°C/h的速度冷却到300°C以下，然后再空气中自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，其特征在于，所述加热器为履带式加热器。
3.根据权利要求1所述的一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，其特征在于，所述电源采用专用整流变压器供电，所述专用整流变压器与大功率稳压装置连接。
全文摘要
一种索道大型钢结构焊后热处理工艺，包括如下的步骤1)首先，以工件的实际质量和加热速度来计算加热功率，并将加热器片均匀分布在工件上；2)用保温材料将热电偶包扎严密，通过接长导线和补偿导线与温控仪连接，并接上电源；3)操作时，以30～50℃/h的速度将工件缓慢加热到500～600℃之间；4)保温1～2h；5)以25～30℃/h的速度冷却到300℃以下，然后再空气中自然冷却。利用这种电加热法对索道大型钢结构进行低温热处理，工期短、成本低，能够减少和消除索道大型钢结构的焊后残余应力，提高了索道设备的安装质量，消除了隐患，延长了索道设备的使用寿命，保证了索道设备的安全运行，提高了经济效率和社会效益。
文档编号C21D9/00GK102443690SQ20111039473
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者张国安, 李金华, 武爱军, 王功义 申请人:天津滨起索道设备制造有限公司