[发明专利]一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法

摘要

本发明公开了一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法，包括以下步骤：通过红外测温传感器L1、L2来补偿工件内外表面温差，精确、高效地完成对厚壁工件中不同能量面区域进行变频加热；加热最后一层能量面时换成高频f5加热是对外表面对流和辐射散失的热量进行温度补偿，利用余热热传导作用完成对最后一层能量面区域d5的加热；本发明中真正加热有效部分是在低效居里温度线与高效能量传递线之间的区域，低效居里温度线以上区域材料失磁，高效能量传递线以下区域集肤深度未达到，每次变频加热只对固定的深度层进行加热，针对厚壁工件这样加热效率高、不易过烧且满足机械性能要求。

主权项

1.一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法，其特征在于，包括以下步骤：设置两个红外测温传感器L₁、L₂，L₁用于测量直缝焊管焊缝外表面P点温度，L₂用于测量直缝焊管焊缝内表面Q点温度，直缝焊管壁厚为d，将壁厚分为5份，分别为d₁、d₂、d₃、d₄、d₅，且d＝d₁+d₂+d₃+d₄+d₅,设定n为加热次序；当n＝1时，对第一层能量面区域d₁进行加热：当1＜n＜3时，对第二层能量面区域d₂进行加热；当2＜n＜4时，对第三层能量面区域d₃进行加热；当3＜n≤4时，对第四层能量面区域d₄进行加热；当n＝5时，对第五层能量面区域d₅进行加热：其中，第一层至第四层的加热步骤如下：对于焊缝中电流透入深度为d_m的区域，采用工作频率为f_m加热，通过设置时间载荷步Δt_m循环，设定加热终止时间t_m+Δt_m来完成第m层能量面区域d_m的加热，其中t_m表示对第m层的加热时间，当加热结束后，通过红外测温传感器L_m测得焊缝外表面P点温度值T_Pm，红外测温传感器L_m测得焊缝内表面Q点温度值T_Qm，计算出直缝焊管焊缝区域径向表面温差值ΔT_m＝T_Pm‑T_Qm，若温差值ΔT₁≤100℃，则进行第m+1层能量面区域d_M+1的加热，反之，若温度值ΔT_m＞100℃时，则通过再次设置时间载荷子步t_m′循环，即加热终止时间为t_m+Δt_m+t_m′，加热直到直缝焊管焊缝区域径向表面温差值ΔT_m≤100℃为止，完成第m层能量面区域d_m的加热工作，其中m取值为1、2、3、4并分别对应第一层、第二层、第三层、第四层；而第五层的加热步骤如下：对于焊缝中电流透入深度为d′的区域，采用工作频率为f₅加载，通过设置时间载荷步Δt₅循环，设定加热终止时间t₅＝t₅+Δt₅来完成最后一层能量面区域d₅的加热，当加热结束后，通过红外测温传感器L₅测得焊缝外表面P点温度值T_P5，红外测温传感器L₅测得焊缝内表面Q点温度值T_Q5，计算出直缝焊管焊缝区域径向表面温差值ΔT₅＝T_P5‑T_Q5，若温差值ΔT₅≤100℃，反之，若温度值ΔT₅＞100℃时，则通过再次设置时间载荷子步t₅〞循环，即加热终止时间为t₅+Δt₅+t₅〞，加热直到直缝焊管焊缝区域径向表面温差值ΔT₅≤25℃为止，完成第五层能量面区域d₅的加热工作，而加热最后一层能量面时换成高频f₅加热是对外表面对流和辐射散失的热量进行温度补偿，利用余热热传导作用完成对d₅区域的加热，当最终补偿温度低于25℃时，满足材料机械性能的要求。