公司新近接到一批煤礦巷道用π形梁梁體焊接及熱處理的定單，該產品長為3.2m，寬度、高度都是150mm。該長度超過了我廠熱處理爐的最大尺寸，如若新增一臺熱處理設備則需最低投入18萬元。本著降低投入成本的原則，我公司決定新開發一種熱處理工藝。經深入實際現場結合各方面因素考慮，我們決定使用高頻感應熱處理方法。
1. 感應熱處理應用
用公司現有的水池進行水冷卻，設計一升降π形梁機構（見圖1），開始我們用φ20mm銅管繞4圈制作感應器，得出電流900A，熱處理后產品硬度不夠。后來改成φ20mm銅管繞3圈制作感應器，使用變頻器把頻率由50Hz變為2000Hz，得出電流1457A。此設備投入僅2萬多元。經多次試驗我們發現，使用的頻率越高熱處理效果越趨向表面，使用的頻率越低熱處理效果越趨向心部，最后確定感應淬火工藝：電流調整為1451A，預熱60s后，把π形梁以0.59cm/s的速度下降，溫度約900℃。回火工藝：電流調整為1451A，預熱8s后，把π形梁以4.58cm/s的速度下降，溫度約400℃。
圖 1
2. 熱處理后的力學性能檢測
壓力試驗：如圖1所示，在距離為1.5m的兩個支點，中間施加壓力294kN時，π形梁沒有變形，當施加壓力達到343kN時，π形梁有變形，解除壓力后，變形的梁體能回彈，僅剩２mm的變形量，焊縫沒有開裂的現象。按照NB/T47014—2011《承壓設備焊接工藝評定》對焊接部位進行焊接工藝評定，按照GB/T2654—2008/ISO 9015-1：2001《焊接接頭硬度試驗方法》對焊縫進行試驗。經彎曲、抗拉強度、斷后伸長率、沖擊韌度、表面硬度等技術指標檢測，全部合格。
圖 2
3. 結語
我公司依據此焊接及熱處理工藝完成了此項產品的加工。此設備是我公司通過發動公司廣大技術骨干共同開發研制的一件簡易設備，達到了投入小產出大的效果，是科技創新小改小革的一項成果。
作者：賓春雄
單位：廣西右江礦務局有限公司機械廠
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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