基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形裝置制造方法

基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于金屬零件修復后的熱處理【技術領域】，具體涉及的是基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和裝置，采用感應加熱裝置對修復部位進行加熱并形成高溫區，加熱速度快、可加熱溫度范圍大；感應加熱器與感應加熱源采用可拆卸螺紋連接，感應加熱器規格尺寸可根據修復部位形狀尺寸來設計制造，制造工藝簡單，經濟實用，適應修復部位形狀尺寸多變的加熱需要；采用惰性氣體保護箱并配有氣氛凈化系統，箱內水氧經凈化可低于10PPM，形成修復工件整體氬氣保護狀態下進行去應力處理，防止鈦合金等材料熱處理時的高溫氧化。
【專利說明】基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于金屬零件修復后的熱處理【技術領域】，具體涉及的是基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形裝置。

【背景技術】
[0002]飛機上的鈦合金、高溫合金等貴重金屬結構，因材料去除率大、機械加工量巨大，加工周期長，經常不可避免會出現加工超差的情況；或在服役過程中常出現裂紋、腐蝕、磨損等損傷失效情況。由于成本和生產周期的要求，常結合不同構件實際情況，采用激光焊接、激光沉積修復、電子束焊接、微束等離子等工藝來實現損傷件的快速修復，這種修復不可避免會導致工件產生殘余應力集中和變形，會對焊接件的強度、加工精度和尺寸穩定性等產生不利影響；修復工件迫切需要去應力和校形處理以滿足再使用要求。
[0003]由于修復工件已是精加工后工件，只有一定的尺寸公差，無加工余量，修復工件的去應力和校形處理不允許出現引起新的變形量超差，破壞工件結構的完整性；而修復工件整體去應力熱處理需要裝夾保證的位置精度復雜眾多，專用熱處理校形夾具難于設計制造，且整體熱處理時的應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，設備投資昂貴，熱處理費用高。


【發明內容】

[0004]鑒于現有技術存在的問題，本實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后去應力和校形裝置，其采用感應加熱裝置對修復部位進行加熱形成高溫區，以達到修復工件去應力和校形的目標。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形的裝置，其包括:保護箱和感應加熱裝置，所述感應加熱裝置由感應加熱器、感應加熱源控制主機和感應加熱源副機構成，所述感應加熱器和感應加熱源副機直接通過螺紋連接，加熱源副機與感應加熱源控制主機相通過電源線連接；所述感應加熱源副機置于保護箱內，保護箱內設有工作平臺，工作平臺上放置修復后工件，通過夾具夾持修復部位；所述保護箱上設有高溫紅外熱像儀，高溫紅外熱像儀通過網線與熱像儀控制器相連接。
[0006]所述保護箱配有氣氛凈化系統，控制凈化水氧含量，箱內充有氬氣等惰性氣體。
[0007]所述加熱源副機提供熱源為高頻感應加熱源。
[0008]所述感應加熱器與工件待修復部位大小適應。
[0009]基于感應加熱局部熱處理的金屬零件修復后去應力和校形方法，其步驟如下:
[0010]1、將工件放在保護箱內的工作臺上，將修復工件待修復部位用夾具進行夾持，將感應加熱器與感應加熱源副機構成的加熱裝置采用人工移動定位；
[0011]2、封閉保護箱，采用其凈化系統利用氬氣清洗凈化箱內氛圍；
[0012]3、修復工件的去應力和校形處理:采用高頻感應加熱源，其頻率20_80kHz，通過感應加熱器對工件修復部位進行加熱，通過高溫紅外熱像儀實時檢測修復部位溫度，將溫度圖像和數據采用網線傳送并保存在熱像儀控制器內，結合溫度數據，通過感應加熱源控制主機調節振蕩電流，控制輸出功率，調控修復部位加熱溫度，通過升溫-保溫-冷卻過程，完成局部熱處理過程，實現修復工件的去應力和校形處理。
[0013]本實用新型具有如下優點
[0014](I)采用感應加熱裝置對修復部位進行加熱并形成高溫區，加熱速度快、可加熱溫度范圍大；感應加熱器與感應加熱源采用可拆卸螺紋連接，感應加熱器規格尺寸可根據修復部位形狀尺寸來設計制造，制造工藝簡單，經濟實用，適應修復部位形狀尺寸多變的加熱需要。
[0015](2)采用惰性氣體保護箱并配有氣氛凈化系統，箱內水氧經凈化可低于10PPM，形成修復工件整體氬氣保護狀態下進行去應力處理，防止鈦合金等材料熱處理時的高溫氧化。
[0016](3)根據修復部位形狀尺寸來設計制造夾具，修復部位采用熱強鋼材料夾具夾持，安裝簡便，不易變形，保證修復工件在加熱過程中夾持穩定，安全可靠；適應修復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部位溫度，并通過高頻感應加熱源調節振蕩電流，控制輸出功率，調控加熱溫度，實現熱處理過程中溫度的精確控制。
[0018](5)采用感應加熱裝置可對工件進行局部熱處理，方便，易操作，便于實現對修復后的大型工件進行去應力處理。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0022]為了進一步了解該基于感應加熱局部熱處理的金屬零件修復后去應力和校形的裝置，下面結合【專利附圖】

【附圖說明】如下。
[0023]其包括:保護箱3和感應加熱裝置，所述感應加熱裝置由感應加熱器6、感應加熱源控制主機2和感應加熱源副機4構成，所述感應加熱器6和感應加熱源副機4直接通過螺紋連接，感應加熱源副機4與感應加熱源控制主機I相通過電源線連接；所述感應加熱源副機4置于保護箱3內，保護箱3內設有工作平臺，工作平臺上放置修復后工件5，根據修復部位形狀尺寸來設計制造夾具7夾持修復部位；所述保護箱3上設有高溫紅外熱像儀8，高溫紅外熱像8儀通過網線與熱像儀控制器I相連接。
[0024]所述保護箱3配有氣氛凈化系統，可控制凈化水氧含量，箱內充有氬氣等惰性氣體。
[0025]所述加熱源副機4提供熱源為高頻感應加熱源。
[0026]所述感應加熱器6與工件5待修復部位大小適應。
[0027]基于感應加熱局部熱處理的金屬零件修復后去應力和校形方法，其步驟如下:
[0028]1、將工件5放在保護箱3內的工作臺上，將夾具7直接夾持在修復工件5待修復部位，將感應加熱器6與感應加熱源副機4構成的加熱裝置采用人工移動定位在工件5修復部位處，感應加熱器6與修復部位間距；
[0029]2、封閉保護箱3，利用其自帶的凈化系統，采用氬氣清洗凈化箱內氛圍，箱內水氧含量低于50PPM ；
[0030]3、修復工件的去應力和校形處理:采用感應加熱源控制主機2和感應加熱源副機4通過感應加熱器6對工件5修復部位進行局部加熱，通過高溫紅外熱像儀8檢測修復部位溫度，將溫度圖像和數據采用網線傳送并保存在熱像儀控制器I內，結合溫度數據，通過感應加熱源控制主機2調節振蕩電流，控制輸出功率，調控修復部位加熱溫度；依據修復工件材料不同，依據熱像儀8測溫數據，調節感應加熱源控制主機2振蕩電流，控制升溫時間、保溫溫度和時間，以及保護箱3內自然冷卻，完成局部熱處理過程，實現修復工件的去應力和校形處理。
【權利要求】
1.基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形的裝置，其包括:保護箱和感應加熱裝置，所述感應加熱裝置由感應加熱器、感應加熱源控制主機和感應加熱源副機構成，所述感應加熱器和感應加熱源副機直接通過螺紋連接，加熱源副機與感應加熱源控制主機相通過電源線連接；所述感應加熱源副機置于保護箱內，保護箱內設有工作平臺，工作平臺上放置修復后工件，通過夾具夾持修復部位；所述保護箱上設有高溫紅外熱像儀，高溫紅外熱像儀通過網線與熱像儀控制器相連接。
2.根據權利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形的裝置，其特征在于:所述保護箱配有氣氛凈化系統，控制凈化水氧含量，箱內充有氬氣等惰性氣體。
3.根據權利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形的裝置，其特征在于:所述加熱源副機提供熱源為高頻感應加熱源。
4.根據權利要求1所述的基于局部熱處理的金屬件修復后去應力和校形的裝置，其特征在于:所述感應加熱器與工件待修復部位大小適應。
【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 優先權日:2014年7月22日
【發明者】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