本实用新型专利技术提出一种免热处理的低应力焊接装置，包括超声振动机构和固定组件，超声振动机构包括超声波发生器和超声波换能器，固定组件包括振动基座、连接板和紧固件，振动基座两两相对设置，对应端头通过紧固件连接固定，夹持于待焊工件外壁，超声波换能器均匀间隔布设于振动基座上，通过线缆与超声波发生器相连。本实用新型专利技术利用超声波对焊接工件的振动可以改善焊缝金属的综合性能，降低高压管道的焊接应力。
【技术实现步骤摘要】
一种免热处理的低应力焊接装置
本技术属于焊接制造的
，尤其涉及一种免热处理的低应力焊接装置。
技术介绍
石油化工装置的管道因为高温高压或存在腐蚀介质，经常出现安全事故，而很多事故的直接原因就是因为焊接接头的内在质量问题，即产品在不当焊接热循环过程中造成焊接应力过大，以及脆性相变导致的晶粒长大等等问题。发电厂高温蒸汽管道和石化加氢装置临氢管道焊接接头的安全隐患最为突出，湖北当阳某电厂12Cr1MoV蒸汽管道爆炸，死亡20多人，造成极为严重的社会后果。铬钼钢焊接存在吸氢、马氏体相变、热影响区晶粒长大等淬硬问题，而不锈钢存在焊接应力大、变形量大等等问题，由此造成的事故问题层出不穷。石油炼化、煤制加氢装置的不锈钢高温管道，以及核电装置不锈钢蒸汽管道如何在焊接过程中降低焊接应力，成为焊接工作者追求的直接目标。大型桥梁、建筑设施等钢结构部件的大线能量焊接，都存在微观组织的脆性转变、焊接应力过大等等问题，而施工现场无法进行焊后热处理，或应为施工现场达不到热处理条件，有些热处理实际上还起到了负面作用。对于金属材料的焊接，无论是中厚板还是薄板材料，在焊接热传导的情况下，在液态金属凝固成固态金属的过程中，都会出现不同程度的焊接应力，尤其以奥氏体不锈钢的焊接应力最为突出。厚板不锈钢在焊接时产生的巨大应力会导致应力腐蚀失效，薄板材料焊接后会产生很大的焊接变形。金属材料在焊接过程中，一般都要经历焊材的加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头。焊接时，在焊材熔化的高温热源作用下，母材也发生局部熔化，并与熔化了的焊丝金属搅拌混合而形成了焊接熔池。这个焊接过程也是一个暂短而复杂的冶金反应.当焊接热源离开以后，熔池金属便开始凝固(结晶)。熔池凝固过程对焊缝金属的组织、性能具有重要的影响。焊接过程中，由于熔池中的冶金条件和冷却条件的不同，得到性能差异甚大的组织，同时有许多缺陷是在熔池凝固的过程中产生，如气孔、夹杂、偏析和结晶裂纹等。在熔池进行结晶的过程中，由于冷却速度很快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现所谓偏析现象。焊接时由于熔池中存在激烈的搅拌作用，同时焊接熔池又不断向前推移，不断加入新的液体金属，在焊缝结晶时，由于柱状晶体继续长大和推移，此时会把溶质或杂质“赶”向溶池的中心。当焊接速度较大时，成长的柱状晶最后都会在焊缝中心附近相遇。使溶质和杂质都聚集在那里，凝固后在焊缝中心附近出现区域偏析，在应力作用下，容易产生焊缝纵向裂纹。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种免热处理的低应力焊接装置，在充分考虑优化焊接工艺的前提下提出的技术思路，降低高压管道的焊接应力问题。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种免热处理的低应力焊接装置，其特征在于，包括超声振动机构和固定组件，所述超声振动机构包括超声波发生器和超声波换能器，所述固定组件包括振动基座和紧固件，振动基座两两相对设置，对应端头通过所述紧固件连接固定，夹持于待焊工件外壁，所述超声波换能器均匀间隔布设于振动基座上，通过线缆与所述超声波发生器相连。按上述方案，所述振动基座为半圆弧形卡箍结构。按上述方案，所述振动基座为平板结构。按上述方案，所述紧固件为快开锁紧器，焊接于所述振动基座上。按上述方案，所述振动基座上开有连接孔，所述紧固件为连接螺栓，与所述连接孔相配置。按上述方案，还包括防护罩，所述防护罩设于所述振动基座上，所述超声波换能器位于防护罩下方。按上述方案，还包括冷却风机，所述冷却风机设于所述防护罩上。按上述方案，所述防护罩为金属材质。本技术的有益效果是：提供一种免热处理的低应力焊接装置，利用超声波高频微振动的原理，对所需焊接的部件进行高频振动并将振动频率传导至焊接熔池，使焊接熔池中的液态金属在微振动状态下凝固，在这个冷却凝固过程中的收缩应力得到振动释放，以此达到无应力焊接的目的。附图说明图1为本技术一个实施例的正视图。图2为本技术一个实施例的侧视图。图3为本技术第二个实施例的示意图。图4为本技术第三个实施例的示意图。具体实施方式为更好地理解本技术，下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。如图1所示，一种免热处理的低应力焊接装置，包括超声振动机构和固定组件，超声振动机构包括超声波发生器和超声波换能器1，固定组件包括振动基座、和紧固件2，振动基座两两相对设置，对应端头通过紧固件连接固定，夹持于待焊工件外壁，超声波换能器均匀间隔布设于振动基座上，通过线缆与超声波发生器相连。振动基座为半圆弧形卡箍3或平板4。紧固件可为快开锁紧器，焊接于振动基座上；紧固件也可为连接螺栓，振动基座上开有连接孔，与连接螺栓相配置。还包括防护罩5，设于振动基座上，超声波换能器位于防护罩下方，防护罩为金属材质，防止粉尘和油污污染，并确保使用过程中的安全防护。还包括冷却风机，设于防护罩上，超声波换能器在工作过程中会产生发热现象，则需要在防护罩开孔，设置冷却风机以保证防护罩内的热量得到及时散发。如图2、图3所示，当用于管道或筒体焊接时，振动基座选用半圆弧形卡箍或平板结构，半圆弧形卡箍根据工件外径预制，固定组件为两套，分别安装于焊缝6两侧的工件上，通过超声波发生器控制超声波换能器的启闭，焊接时，当高频率的振动机械波作用于金属表面时，这种机械波可以在持续振动下传导到焊缝坡口，从而对焊道中的液态金属起到振动作用，超声波发生器的振动频率为20000Hz以上，可以根据焊接工件不同的板厚调整超声波频率，熔池中液态金属在超声波高频率振动作用下形成成分均匀的焊缝金属，加强熔池中液态金属的冶金反应。高频超声振动可以使气体和夹杂物等有害杂质快速上浮，同时，对焊接熔池中正在结晶的金属施加拉压交替的应力，从而形成一种强大的冲击波，可以有足够的振动能量打断正在结晶过程中的晶粒，这样就可以成倍成倍地增加结晶体，改变结晶形态和数量，达到细化晶粒和释放焊接应力的目的。如图4所示，当用于管板与筒体焊接时，振动基座选用半圆弧形卡箍和平板结构，半圆形弧形卡箍根据工件外径预制，半圆弧形卡箍振动基座固定于筒体上，平板振动基座固定于管板两端，然后进行超声波高频振动焊接。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种免热处理的低应力焊接装置，其特征在于，包括超声振动机构和固定组件，所述超声振动机构包括超声波发生器和超声波换能器，所述固定组件包括振动基座和紧固件，振动基座两两相对设置，对应端头通过所述紧固件连接固定，夹持于待焊工件外壁，所述超声波换能器均匀间隔布设于振动基座上，通过线缆与所述超声波发生器相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种免热处理的低应力焊接装置，其特征在于，包括超声振动机构和固定组件，所述超声振动机构包括超声波发生器和超声波换能器，所述固定组件包括振动基座和紧固件，振动基座两两相对设置，对应端头通过所述紧固件连接固定，夹持于待焊工件外壁，所述超声波换能器均匀间隔布设于振动基座上，通过线缆与所述超声波发生器相连。
2.根据权利要求1所述的一种免热处理的低应力焊接装置，其特征在于，所述振动基座为半圆弧形卡箍结构。
3.根据权利要求1所述的一种免热处理的低应力焊接装置，其特征在于，所述振动基座为平板结构。
4.根据权利要求2或3所述的一种免热处理的低应力焊接装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：束润涛，
申请(专利权)人：武汉市润之达石化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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