[实用新型]一种并联谐振中频焊接热处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接热处理装置，具体说是一种并联谐振中频焊接热处理装置，属于管道焊接辅助设备技术领域。

背景技术

目前我国电站、化工建设中合金管道焊接热处理主要采用陶瓷电阻加热器外加保温棉进行。缺点是管道焊缝内外壁温差过大，焊缝硬度高，韧性差，热处理质量低，焊缝的残余应力大，许多电站因为这种原因使用不到十年焊缝就产生了裂纹，只能割断重新焊接甚至更换整条管道（设计寿命应为30年）。并且该材料完全依赖从日本、美国等地进口，浪费巨大；开采陶瓷矿和瓷件在窑炉烧制过程中排碳和产生的雾霾对环境破坏严重，且不可恢复。易碎和报废的陶瓷无法再回收利用，几乎不会被分解，继而造成二次污染。

少量进口的串联谐振热处理中频电源频率较高，一般在5000Hz以上，且工作过程中频率变化较大，最高达20000多Hz。负载电感量较小，一款35KW中频电源的负载电感量要求在5μH-50μH之间，我国100万千瓦火电的主蒸汽管的外径560mm，管壁厚度达115mm，规程要求感应加热宽度为壁厚的6倍以上，感应线圈最小宽度为690mm，如果满足宽度必加大感应圈的匝间距，会造成工件温度不均匀，且功率小无法满足工艺要求。负载线分布电感不得超过10μH，过大的电感量会降低工件加热功率。并且作业半径小，较远的特殊位置工件无法进行热处理，且进口产品造价较高。而且串联谐振的槽路电感加热器与谐振电容为串联连接，一旦由于干扰丢失一个触发脉冲信号，槽路立即停止震荡，热处理会被迫中断。

通常电站化工用P91、P92类耐热钢焊后热处理温度为760℃左右，居里点740℃，当760℃恒温时的透热深度为500÷（频率）^1/2（mm）;可见频率越高，透热越浅，管道的内外壁温差越大，热处理效果越差。但是频率越高负载线的集肤效应越大，线会过热，载流量下降。35KW以上的都采用水电缆供电，由于施工先场环境恶劣，常因人为损坏故障停机。水冷的感应加热器也因为突发停电故障得不到循环水冷却，漏液至热处理工件使其淬火损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种并联谐振中频焊接热处理装置，只需改变负载电感量和谐振电容大小，就能获得较低的谐振频率，使透热较深，内外壁温差及工艺满足规程要求，保证管道焊接工程质量。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：提供并联谐振中频焊接热处理装置，包括并联谐振中频电源控制单元、过流保护采样单元、温度控制单元、三相全控整流桥、直流滤波电抗器、单相桥式逆变单元、测温单元与中频感应加热器，

所述过流保护采样单元设置在所述三相整流桥的进线端的三相交流电上，过流保护采样单元的信号输出端与所述并联谐振中频电源控制单元相连，所述过流保护采集单元由一次互感器采集的电流经二次升压再经负载电阻衰减后获得的交流信号与电压互感器上获得的电压信号经中频电源控制单元整流对比后适时关断整流电路与逆变电路，以防止负载过流、过压。频率表、中频电压表指示实时工作参数；

所述并联中频电源控制单元的信号采集端接受由温度控制单元发出输出信号，所述温度控制单元包括信号滤波和器温度控制仪，所述信号滤波器的信号输入端通过补偿导线与测温单位相连，所述信号滤波器的信号输出端与所述温度控制仪信号输入端相连，在所述温度控制仪的输出端并联一个电阻，并将获得低压信号连接至并联中频电源控制单元的功率调节信号输入端；

所述并联中频电源控制单元根据温度控制单元采集的信号发出整流脉冲触发所述三相全控整流桥，所述三相全控整流桥由三个可控硅模块和阻容过压保护电路组成，三相交流电的三相分别与三个可控硅模块相连，每个可控硅模块内的可控硅上均并联有阻容过压保护电路，将三相交流电经所述三相全控整流桥转换成直流电；

从所述三相全控整流桥输出的直流电经过直流滤波电抗器至所述单相桥式逆变单元，所述单相桥式逆变单元主要由四个快速可控硅和与四个分别与所述快速可控硅并联阻容过压保护电路组成，所述四个快速可控硅两两一组并联连接，由并联中频电源控制单元发出的逆变触发脉冲触发单相逆变桥中的快速可控硅，两组快速可控硅引出线路与谐振电容并联后连接所述中频感应加热器，所述快速可控硅、谐振电容与中频感应加热器作用产生的700Hz-2500Hz中频加热电源，通过所述中频感应加热器中对管道工件加热，待加热管道工件的温度由所述测温单元经补偿导线反馈至所述温度控制单元。