公司新近接到一批煤矿巷道用π形梁梁体焊接及热处理的定单，该产品长为3.2m，宽度、高度都是150mm。该长度超过了我厂热处理炉的最大尺寸，如若新增一台热处理设备则需最低投入18万元。本着降低投入成本的原则，我公司决定新开发一种热处理工艺。经深入实际现场结合各方面因素考虑，我们决定使用高频感应热处理方法。
1. 感应热处理应用
用公司现有的水池进行水冷却，设计一升降π形梁机构（见图1），开始我们用φ20mm铜管绕4圈制作感应器，得出电流900A，热处理后产品硬度不够。后来改成φ20mm铜管绕3圈制作感应器，使用变频器把频率由50Hz变为2000Hz，得出电流1457A。此设备投入仅2万多元。经多次试验我们发现，使用的频率越高热处理效果越趋向表面，使用的频率越低热处理效果越趋向心部，最后确定感应淬火工艺：电流调整为1451A，预热60s后，把π形梁以0.59cm/s的速度下降，温度约900℃。回火工艺：电流调整为1451A，预热8s后，把π形梁以4.58cm/s的速度下降，温度约400℃。
图 1
2. 热处理后的力学性能检测
压力试验：如图1所示，在距离为1.5m的两个支点，中间施加压力294kN时，π形梁没有变形，当施加压力达到343kN时，π形梁有变形，解除压力后，变形的梁体能回弹，仅剩２mm的变形量，焊缝没有开裂的现象。按照NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》对焊接部位进行焊接工艺评定，按照GB/T2654—2008/ISO 9015-1：2001《焊接接头硬度试验方法》对焊缝进行试验。经弯曲、抗拉强度、断后伸长率、冲击韧度、表面硬度等技术指标检测，全部合格。
图 2
3. 结语
我公司依据此焊接及热处理工艺完成了此项产品的加工。此设备是我公司通过发动公司广大技术骨干共同开发研制的一件简易设备，达到了投入小产出大的效果，是科技创新小改小革的一项成果。
作者：宾春雄
单位：广西右江矿务局有限公司机械厂
来源：《金属加工（热加工）》杂志
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