基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于金屬零件修復(fù)后的熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和裝置，采用感應(yīng)加熱裝置對修復(fù)部位進(jìn)行加熱并形成高溫區(qū)，加熱速度快、可加熱溫度范圍大；感應(yīng)加熱器與感應(yīng)加熱源采用可拆卸螺紋連接，感應(yīng)加熱器規(guī)格尺寸可根據(jù)修復(fù)部位形狀尺寸來設(shè)計(jì)制造，制造工藝簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適應(yīng)修復(fù)部位形狀尺寸多變的加熱需要；采用惰性氣體保護(hù)箱并配有氣氛凈化系統(tǒng)，箱內(nèi)水氧經(jīng)凈化可低于10PPM，形成修復(fù)工件整體氬氣保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行去應(yīng)力處理，防止鈦合金等材料熱處理時(shí)的高溫氧化。
【專利說明】基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬零件修復(fù)后的熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)上的鈦合金、高溫合金等貴重金屬結(jié)構(gòu)，因材料去除率大、機(jī)械加工量巨大，加工周期長，經(jīng)常不可避免會出現(xiàn)加工超差的情況；或在服役過程中常出現(xiàn)裂紋、腐蝕、磨損等損傷失效情況。由于成本和生產(chǎn)周期的要求，常結(jié)合不同構(gòu)件實(shí)際情況，采用激光焊接、激光沉積修復(fù)、電子束焊接、微束等離子等工藝來實(shí)現(xiàn)損傷件的快速修復(fù)，這種修復(fù)不可避免會導(dǎo)致工件產(chǎn)生殘余應(yīng)力集中和變形，會對焊接件的強(qiáng)度、加工精度和尺寸穩(wěn)定性等產(chǎn)生不利影響；修復(fù)工件迫切需要去應(yīng)力和校形處理以滿足再使用要求。
[0003]由于修復(fù)工件已是精加工后工件，只有一定的尺寸公差，無加工余量，修復(fù)工件的去應(yīng)力和校形處理不允許出現(xiàn)引起新的變形量超差，破壞工件結(jié)構(gòu)的完整性；而修復(fù)工件整體去應(yīng)力熱處理需要裝夾保證的位置精度復(fù)雜眾多，專用熱處理校形夾具難于設(shè)計(jì)制造，且整體熱處理時(shí)的應(yīng)力釋放容易引起新的變形超差。特別對于鈦合金等工件，為防止熱處理時(shí)工件氧化，需要真空熱處理爐；并且對于大型工件整體熱處理而言，需要容積較大的真空熱處理爐，設(shè)備投資昂貴，熱處理費(fèi)用高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形裝置，其采用感應(yīng)加熱裝置對修復(fù)部位進(jìn)行加熱形成高溫區(qū)，以達(dá)到修復(fù)工件去應(yīng)力和校形的目標(biāo)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，其包括:保護(hù)箱和感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置由感應(yīng)加熱器、感應(yīng)加熱源控制主機(jī)和感應(yīng)加熱源副機(jī)構(gòu)成，所述感應(yīng)加熱器和感應(yīng)加熱源副機(jī)直接通過螺紋連接，加熱源副機(jī)與感應(yīng)加熱源控制主機(jī)相通過電源線連接；所述感應(yīng)加熱源副機(jī)置于保護(hù)箱內(nèi)，保護(hù)箱內(nèi)設(shè)有工作平臺，工作平臺上放置修復(fù)后工件，通過夾具夾持修復(fù)部位；所述保護(hù)箱上設(shè)有高溫紅外熱像儀，高溫紅外熱像儀通過網(wǎng)線與熱像儀控制器相連接。
[0006]所述保護(hù)箱配有氣氛凈化系統(tǒng)，控制凈化水氧含量，箱內(nèi)充有氬氣等惰性氣體。
[0007]所述加熱源副機(jī)提供熱源為高頻感應(yīng)加熱源。
[0008]所述感應(yīng)加熱器與工件待修復(fù)部位大小適應(yīng)。
[0009]基于感應(yīng)加熱局部熱處理的金屬零件修復(fù)后去應(yīng)力和校形方法，其步驟如下:
[0010]1、將工件放在保護(hù)箱內(nèi)的工作臺上，將修復(fù)工件待修復(fù)部位用夾具進(jìn)行夾持，將感應(yīng)加熱器與感應(yīng)加熱源副機(jī)構(gòu)成的加熱裝置采用人工移動定位；
[0011]2、封閉保護(hù)箱，采用其凈化系統(tǒng)利用氬氣清洗凈化箱內(nèi)氛圍；
[0012]3、修復(fù)工件的去應(yīng)力和校形處理:采用高頻感應(yīng)加熱源，其頻率20_80kHz，通過感應(yīng)加熱器對工件修復(fù)部位進(jìn)行加熱，通過高溫紅外熱像儀實(shí)時(shí)檢測修復(fù)部位溫度，將溫度圖像和數(shù)據(jù)采用網(wǎng)線傳送并保存在熱像儀控制器內(nèi)，結(jié)合溫度數(shù)據(jù)，通過感應(yīng)加熱源控制主機(jī)調(diào)節(jié)振蕩電流，控制輸出功率，調(diào)控修復(fù)部位加熱溫度，通過升溫-保溫-冷卻過程，完成局部熱處理過程，實(shí)現(xiàn)修復(fù)工件的去應(yīng)力和校形處理。
[0013]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
[0014](I)采用感應(yīng)加熱裝置對修復(fù)部位進(jìn)行加熱并形成高溫區(qū)，加熱速度快、可加熱溫度范圍大；感應(yīng)加熱器與感應(yīng)加熱源采用可拆卸螺紋連接，感應(yīng)加熱器規(guī)格尺寸可根據(jù)修復(fù)部位形狀尺寸來設(shè)計(jì)制造，制造工藝簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適應(yīng)修復(fù)部位形狀尺寸多變的加熱需要。
[0015](2)采用惰性氣體保護(hù)箱并配有氣氛凈化系統(tǒng)，箱內(nèi)水氧經(jīng)凈化可低于10PPM，形成修復(fù)工件整體氬氣保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行去應(yīng)力處理，防止鈦合金等材料熱處理時(shí)的高溫氧化。
[0016](3)根據(jù)修復(fù)部位形狀尺寸來設(shè)計(jì)制造夾具，修復(fù)部位采用熱強(qiáng)鋼材料夾具夾持，安裝簡便，不易變形，保證修復(fù)工件在加熱過程中夾持穩(wěn)定，安全可靠；適應(yīng)修復(fù)部位形狀尺寸多變的夾持和校形需要。
[0017](4)采用高溫紅外熱像儀檢測修復(fù)部位溫度，并通過高頻感應(yīng)加熱源調(diào)節(jié)振蕩電流，控制輸出功率，調(diào)控加熱溫度，實(shí)現(xiàn)熱處理過程中溫度的精確控制。
[0018](5)采用感應(yīng)加熱裝置可對工件進(jìn)行局部熱處理，方便，易操作，便于實(shí)現(xiàn)對修復(fù)后的大型工件進(jìn)行去應(yīng)力處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1基于感應(yīng)加熱局部熱處理的金屬零件修復(fù)后去應(yīng)力和校形裝置示意圖；
[0020]圖2為感應(yīng)加熱器與感應(yīng)加熱源副機(jī)連接示意圖；
[0021]圖中:1、熱像儀控制器，2、感應(yīng)加熱源控制主機(jī)，3、保護(hù)箱及其凈化系統(tǒng)，4、感應(yīng)加熱源副機(jī)，5、修復(fù)工件，6、感應(yīng)加熱器，7、夾具，8、高溫紅外熱像儀。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了進(jìn)一步了解該基于感應(yīng)加熱局部熱處理的金屬零件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下。
[0023]其包括:保護(hù)箱3和感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置由感應(yīng)加熱器6、感應(yīng)加熱源控制主機(jī)2和感應(yīng)加熱源副機(jī)4構(gòu)成，所述感應(yīng)加熱器6和感應(yīng)加熱源副機(jī)4直接通過螺紋連接，感應(yīng)加熱源副機(jī)4與感應(yīng)加熱源控制主機(jī)I相通過電源線連接；所述感應(yīng)加熱源副機(jī)4置于保護(hù)箱3內(nèi)，保護(hù)箱3內(nèi)設(shè)有工作平臺，工作平臺上放置修復(fù)后工件5，根據(jù)修復(fù)部位形狀尺寸來設(shè)計(jì)制造夾具7夾持修復(fù)部位；所述保護(hù)箱3上設(shè)有高溫紅外熱像儀8，高溫紅外熱像8儀通過網(wǎng)線與熱像儀控制器I相連接。
[0024]所述保護(hù)箱3配有氣氛凈化系統(tǒng)，可控制凈化水氧含量，箱內(nèi)充有氬氣等惰性氣體。
[0025]所述加熱源副機(jī)4提供熱源為高頻感應(yīng)加熱源。
[0026]所述感應(yīng)加熱器6與工件5待修復(fù)部位大小適應(yīng)。
[0027]基于感應(yīng)加熱局部熱處理的金屬零件修復(fù)后去應(yīng)力和校形方法，其步驟如下:
[0028]1、將工件5放在保護(hù)箱3內(nèi)的工作臺上，將夾具7直接夾持在修復(fù)工件5待修復(fù)部位，將感應(yīng)加熱器6與感應(yīng)加熱源副機(jī)4構(gòu)成的加熱裝置采用人工移動定位在工件5修復(fù)部位處，感應(yīng)加熱器6與修復(fù)部位間距；
[0029]2、封閉保護(hù)箱3，利用其自帶的凈化系統(tǒng)，采用氬氣清洗凈化箱內(nèi)氛圍，箱內(nèi)水氧含量低于50PPM ；
[0030]3、修復(fù)工件的去應(yīng)力和校形處理:采用感應(yīng)加熱源控制主機(jī)2和感應(yīng)加熱源副機(jī)4通過感應(yīng)加熱器6對工件5修復(fù)部位進(jìn)行局部加熱，通過高溫紅外熱像儀8檢測修復(fù)部位溫度，將溫度圖像和數(shù)據(jù)采用網(wǎng)線傳送并保存在熱像儀控制器I內(nèi)，結(jié)合溫度數(shù)據(jù)，通過感應(yīng)加熱源控制主機(jī)2調(diào)節(jié)振蕩電流，控制輸出功率，調(diào)控修復(fù)部位加熱溫度；依據(jù)修復(fù)工件材料不同，依據(jù)熱像儀8測溫?cái)?shù)據(jù)，調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱源控制主機(jī)2振蕩電流，控制升溫時(shí)間、保溫溫度和時(shí)間，以及保護(hù)箱3內(nèi)自然冷卻，完成局部熱處理過程，實(shí)現(xiàn)修復(fù)工件的去應(yīng)力和校形處理。
【權(quán)利要求】
1.基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，其包括:保護(hù)箱和感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置由感應(yīng)加熱器、感應(yīng)加熱源控制主機(jī)和感應(yīng)加熱源副機(jī)構(gòu)成，所述感應(yīng)加熱器和感應(yīng)加熱源副機(jī)直接通過螺紋連接，加熱源副機(jī)與感應(yīng)加熱源控制主機(jī)相通過電源線連接；所述感應(yīng)加熱源副機(jī)置于保護(hù)箱內(nèi)，保護(hù)箱內(nèi)設(shè)有工作平臺，工作平臺上放置修復(fù)后工件，通過夾具夾持修復(fù)部位；所述保護(hù)箱上設(shè)有高溫紅外熱像儀，高溫紅外熱像儀通過網(wǎng)線與熱像儀控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，其特征在于:所述保護(hù)箱配有氣氛凈化系統(tǒng)，控制凈化水氧含量，箱內(nèi)充有氬氣等惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，其特征在于:所述加熱源副機(jī)提供熱源為高頻感應(yīng)加熱源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復(fù)后去應(yīng)力和校形的裝置，其特征在于:所述感應(yīng)加熱器與工件待修復(fù)部位大小適應(yīng)。
【文檔編號】C21D1/42GK204058530SQ201420409761
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】卞宏友, 雷洋, 楊光, 王維, 韓雙隆, 范欽春 申請人:沈陽航空航天大學(xué)