工频感应加热原理 [汽缸盖裂纹工频感应加热焊补] .docx

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1、工频感应加热原理 汽缸盖裂纹工频感应加热焊补 摘要本文对铸铁汽缸盖发生裂纹缺陷时能否焊补进行了可焊性分析，并且介绍了如何获得优良焊补质量的手段一工频感应加热焊补。 关键词工频感应加热感应器 Abstract This paper is the ability to weld up the cast iron cylinder head crack defects weldability analysis, and means of how to get good weld up the quality of a power frequency induction heating welding

2、 repair. Key words frequency induction heating sensor 中图分类号：TH17 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2022） 1、前言 汽轮机是热电厂的心脏，它的正常工作确定了否能正常供热、发电。汽缸盖是它不行缺少的组成部分。而铸铁气缸盖在运用过程中往往发生裂纹缺陷，直按影响了它的运用寿命和正常运用，因此，能否采纳肯定的工艺后续修复这些缺陷，使汽缸盖“起死回生”是广阔运用单位部门关切的。我们经过肯定的探讨的摸索，提出了焊补修复工艺，假如可行，它将对保证气缸盖良好技术状态，延长运用寿命，节约资金有很大意义。 2、气缸盖的可焊性分析 铸铁

3、汽缸盖的材料一般为蠕墨铸铁和合金铸铁，其金相组织为细片状石墨，基体为索氏体型珠光体或细层状珠光体以及少量的磷共晶。 21、铸铁可焊补过程中，发生体积的不行逆膨胀，有以下几个缘由： 211珠光体中渗碳体分解 212伴同A1相变而弓l起的体积改变 213固溶铁素体硅的氧化 214渗碳体分解而产生的微细裂纹 22铸铁中不但含有各种氧化夹杂物，而且还有H、O、S等气体，这样变恶化了可性。 23焊补后往往冷却过快，激起白口化，加大收缩，增加了裂纹的产生。 24汽缸盖的形态困难，壁厚薄不均，内部的残余应力较大，这个不利因素加大焊补过程的困难。 25经过长期高温、高压工作的汽缸盖由于工作过程被氧化腐蚀，也促

4、使体积不行逆膨胀，组织疏松且气体还会向金属内部护扩散，生成很大的压力和应力，严峻时将生成显微裂纹。由于汽缸盖本身材料和结构缘由，加上恶劣的工作条件而造成它的可焊性差，经过长期运用后的可焊性更差。 26我们工作中用了几种工艺手段对汽缸盖进行修补，效果都 不志向，经过多次试验后焊补胜利了，加工后经水压试验无渗漏现象，证明质量良好。 3、加热设备的选择 31我们着先采纳了冷焊对铸铁汽缸盖补救，但效果不好，所以我们就采纳了热焊工艺。经过试验证明：采纳铸铁热焊工艺，虽工序较困难，但它能得到优良的焊补质量。焊补金属与热影响具有良好的加工性、中够的强度及紧密性。热焊时予热至7 0 O左右，应用气焊法补这种方

5、法对克服铸铁组织的白口化倾向及削减焊补收缩应力是有力的。 32选择加热方法：首先用了煤碳加热，煤碳加热虽能限制加热速度和温度，但不能保持焊补时的加热温度，焊补过程的劳动强度大，对保证焊接质量带来困难。后又采纳电炉热的方法，它虽能改善焊工操作条件，提高焊补质量，但在保持加热温度下还不够志向，且电热设备较困难。因此，这两种方法都没采纳，经过摸索采纳了工频感应加热的方法。通过试验，感应加热的方法无论在限制焊补 ， 工件的加热温度速度、保持肯定的焊补温度都是志向的，从而确保了焊补质量，避开裂纹、气孔等缺陷发生， 焊补操作条件大为改善。 33工频感应加热的实质就是利用电磁感应现象一电流表面效应与热效应。

6、当导体位于一匝或数匝有电通过的线圈所造成的磁场中时，在导体内就产生了感应电动势E，由于电动势E的作用，在导体内就产生了感应电流I。I=E/Z。z=导体内的总阻抗(欧姆)。这电流在导体内流淌就将导体加热。 34感应加热的主要设备电变压器和感应器二部分组成。 341变压器否量的估计 341 1被加热物体本身所需的势量：Q：Q=MC(t2一t1) M-被加热物体的重量(千克)，c=比热(千卡千克度)(t2一t1)=加热前后的温度差。 3412热量的散失包括辐射，对流和传导。 3413通过感应器被水带走的热量 Q=0.24I2Rt所需 功率P1=QJXT；J=O2 4(热功当量)；t=(加热时间)；

7、3414电效率=：热效率=t，；总效率=3t输入感应器的功p2：p1：无功功率pr=p2cos，CO S：功率因素。这样，我们就可以依据计算的Pr来选择变压器。 342感应器的结构 3421感应器的大小完全确定于汽缸盖的外形尺寸而绕制的它是用外径141 8毫米，厚2毫米左右的平直紫铜管。感应器的两端立焊以螺纹头以连接进出水的橡皮管；以及连接板以接电源感应器。做好后应进行23公斤 厘米2的水压试验。 3422感应器详细尺寸：依据汽缸盖的外形尺寸加上 2 53 0毫米的一层绝热材料的厚度就是感应器的外形内尺 寸。例如：汽缸盖外形尺寸：7 1 037 22 0 0(毫米)，则感应器的轮廓内尺寸：7

8、1 04 32 x 2 6 0(毫米)。 343绝热材料：为了削减加热过程的热量散失，提高热效率，在汽缸盖的整个外部也用适当的一层石棉绝热。对于须要焊补的区域依据尺寸的大小开小孔，且在焊补前后都应用石棉绳布盖位，避开热量的散失。 344冷却装置：线圈通电后由于电的热效应，紫铜管温度很快上升，从而影响它正常工作，甚至会烧毁，所以应当装置冷却设备。我们用水作为冷却液，把橡皮管套在感应器的两端，其一端联接自来水出口，另一端把输出水送入下水送，这时，肯定要保证水的流量，以保证水温限制在5 0。 345操作要点：除焊工负责焊补工作外，还须要有一个一般电工负责限制整个加热过程。 3451在焊补外用热电偶测

9、量温度 3452平均升温速度达达6分，下图是我们在一次试验中所得到的温度曲线。 温曲线1：铸铁汽缸盖的温度曲线 曲线II：铸铁汽缸盖升温速度曲线 3453保温：由于加热过程的温度始终比较匀称且焊补后温度略有井高，所以，焊补一结束，电源接通非常钟左右，待内外温度更匀称一些即可关闭电源，直到温度将下到保温温度以下时再接通电源，使其再上升到上述温度的上限后关闭。这样反复进行到该阶段结束。 3454降温：由于汽缸盖边都包有石棉层，所以要 经过1 2小时以上才把温度下降到室温，这时消退缸盖内部存在的各种应力极有利。 4、予热温度及填充金属的选择： 铸铁汽缸盖裂缝焊补质量要求高，焊补后不能有任何新的裂纹产生，也不允许存在气孔，我们从以下三方面试验： 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页