[发明专利]梯度热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理装置，具体涉及一种梯度热处理装置。

背景技术

环形焊缝是管道、导弹壳体、压力容器之类工业产品结构中最常见的焊缝之一，尤其是对壳体是经旋压而成的精密构件，环形焊缝通常是最后一道焊缝。由于焊缝组织不均匀性和焊接之后残余应力的存在，焊接结构通常在焊接之后需要进行热处理。传统的焊后热处理方法是进行整个焊接构件的整体热处理。整体热处理就会遇到以下问题：

一、构件结构的不对称性构件结构体现在，构件的几何形状的不对称性、焊缝两侧母材以及板厚的同异等，其中由于壳体外部往往要焊接一些辅助装置，就更加加剧了焊接构件的几何形状的不对称性；

二、焊缝组织的不对称性焊接热源是一个不对称热源，形成焊缝后，不仅在焊缝内形成显微组织的不均衡，而且还会在焊接热影响区形成显微组织的不均衡分布；

由金属学理论可知，在对材料进行热处理时，针对不同的显微组织应该采用不同的热处理工艺。当对焊接构件采用整体热处理时，对被处理的焊接结构件只能提供一个单一、均匀的热处理温度场，通过长期的生产经验表明，采用适当的热处理工艺，可以使存在着结构不对称性和显微组织分布不均衡性的焊接构件，在整体热处理时获得不低于母材强度的焊缝组织；但是，由于焊接构件的结构不对称性，在构件冷却过程中，就会产生各部位的冷却速度不一致，从而产生较大的残余应力以及热处理变形。总之，如何在保证焊接结构件的力学性能的前提下，减小或消除焊接构件的焊后热处理变形和残余应力，就成为焊接构件亟需解决的问题之一，到目前为止，尚没有一种既满足改善焊缝组织性能、又能消除或减小焊接结构件变形和残余应力的热处理装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种梯度热处理装置，以解决管道、导弹壳体和压力容器等构件上的环形焊缝在热处理过程中存在热处理变形和残余应力的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

所述梯度热处理装置包括第一固定定位冷却块体、第二固定定位冷却块体、环形炉壁、温度传感器、第一炉盖、第二炉盖、炉架、第一隔热调整垫和第二隔热调整垫，所述第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体从下到上依次竖直固定连接在炉架内，环形炉壁水平固定连接在炉架内且位于第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体之间，第一炉盖位于第一固定定位冷却块体上侧，第二炉盖位于第二固定定位冷却块体下侧，所述第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体均为空心结构，第一隔热调整垫和第二隔热调整垫均为环形结构，第一炉盖和环形炉壁可拆卸连接，第一炉盖和环形炉壁之间设置有第一隔热调整垫，第二炉盖和环形炉壁可拆卸连接，第二炉盖和环形炉壁之间设置有第二隔热调整垫，所述环形炉壁、第一隔热调整垫、第二隔热调整垫、第一炉盖和第二炉盖构成的空间为环形加热室，所述第一固定定位冷却块体上加工有第一通孔，第二固定定位冷却块体上加工有第二通孔，第一炉盖上加工有第三通孔，第二炉盖上加工有第四通孔，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔同轴线设置，所述温度传感器安装在环形加热室内，第一炉盖和第二炉盖之间的竖直距离为H1，H1为加热环缝，第一固定定位冷却块体到加热环缝的竖直距离为H2，第二固定定位冷却块体到加热环缝的竖直距离为H3。

所述梯度热处理装置包括第一固定定位冷却块体、第二固定定位冷却块体、环形炉壁、温度传感器、第一炉盖、第二炉盖、底座、第一隔热调整垫和第二隔热调整垫，所述第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体均水平固定连接在底座上，环形炉壁竖直连接在底座上且位于第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体之间，第一炉盖与第一固定定位冷却块体相邻，第二炉盖与第二固定定位冷却块体相邻，所述第一固定定位冷却块体和第二固定定位冷却块体均为空心结构，第一隔热调整垫和第二隔热调整垫均为环形结构，第一炉盖和环形炉壁可拆卸连接，第一炉盖和环形炉壁之间设置有隔热调整垫，第二炉盖和环形炉壁可拆卸连接，第二炉盖和环形炉壁之间设置有第二隔热调整垫，所述环形炉壁、第一隔热调整垫、第二隔热调整垫、第一炉盖和第二炉盖构成的空间为环形加热室，第一固定定位冷却块体上加工有第一通孔，第二固定定位冷却块体上加工有第二通孔，第一炉盖上加工有第三通孔，第二炉盖上加工有第四通孔，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔同轴线设置，所述温度传感器安装在环形加热室内，第一炉盖和第二炉盖之间的水平距离为h1，h1为加热环缝，第一固定定位冷却块体到加热环缝的水平距离为h2，第二固定定位冷却块体到加热环缝的水平距离为h3。

本发明包含的有益效果是：