一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法，其將需要加熱的兩工件兩端分別設(shè)定為正負(fù)兩極，兩端距離控制在0.1～100?mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%；在電弧均勻后，同時(shí)將兩夾具上的型材以同樣的速率V

Method for rapid heating workpiece by arc

The present invention provides a method of using arc workpiece rapid heating, the two ends of workpiece will require heating were set as positive and negative poles, both ends of the distance between 0.1 ~ 100 mm range, electricity began to increase the current density from zero, until the beginning of the arc is formed between the end faces of the two current density decreased; as the current density of 1 ~ 70%; in the arc evenly, while the two profile fixture on the same at a rate of V

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種新型的表層快速重熔，表面快速加熱，型材焊接加熱用的加熱技術(shù)，屬于工件加熱

技術(shù)介紹
對(duì)大規(guī)格的金屬構(gòu)件進(jìn)行快速加熱技術(shù)目前主要的工業(yè)手段有電阻加熱，感應(yīng)加熱，激光加熱手段。比如對(duì)于電阻加熱，指利用電流流過(guò)導(dǎo)體的焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的熱能對(duì)工件進(jìn)行加熱的辦法，這需要將工件在電爐上短接，同時(shí)需要電流均勻流過(guò)工件，這對(duì)大型非對(duì)稱(chēng)構(gòu)件較難實(shí)現(xiàn)；而感應(yīng)加熱是將工件放到感應(yīng)線圈，線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流，從而通過(guò)電流進(jìn)行加熱，但是感應(yīng)加熱也有感應(yīng)圈的尺寸限制。而且激光即熱設(shè)備龐大，昂貴也不適合一般工業(yè)中的應(yīng)用。因此，一方面這些加熱方式較難進(jìn)行大規(guī)格構(gòu)件的快速加熱，如大直徑圓球殼體表面的快速加熱比較難以通過(guò)電阻，感應(yīng)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)殼體進(jìn)行局部加熱也較難實(shí)現(xiàn)；另一方面，如果一些大規(guī)格的構(gòu)件表面局部區(qū)域進(jìn)行快速重熔、快速加熱處理的方案也沒(méi)有現(xiàn)成的辦法解決，比如對(duì)于需要表面涂覆層的快速重熔，表面快速熔化、快速凝固等要求。在這樣的背景下，需要發(fā)展一種有效的加熱技術(shù)來(lái)滿足需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于：提供一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法，以解決現(xiàn)有加熱方式難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)格構(gòu)件的快速加熱，以及大規(guī)格構(gòu)件表面局部區(qū)域的快速重熔、快速加熱處理的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，擬采用這樣一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法：將需要加熱的兩工件兩端分別設(shè)定為正負(fù)兩極，若只是加熱一個(gè)工件的表面，則將需要快速加熱/重熔的工件作為電極的一極，而采用難熔導(dǎo)電材料作為電極的另一極，加熱兩端距離控制在0.1～100mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，根據(jù)工件截面面積不同，電流密度控制在0～200A/mm2范圍，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；在形成電弧后，由于兩端面之間電離能力的改變，為了防止持續(xù)的大電流電弧快速燒損基體，將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%，獲得均勻的，持續(xù)的電弧。可調(diào)整輸入電流來(lái)實(shí)現(xiàn)表面的快速加熱或重熔的快慢；在電弧均勻后，由于電弧會(huì)燒損工件端面，若不同點(diǎn)電流密度下，基體端面燒損速率V0mm/s，則需要同時(shí)將兩夾具上的型材以同樣的速率V0mm/s相互靠近，保證兩端面之間的相對(duì)距離，來(lái)保證電弧穩(wěn)定性。由此，根據(jù)輸入電流的大小與兩端相對(duì)距離，快速完成表面的加熱或重熔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)采用的電弧加熱，熱量主要依靠表面之間形成的電弧，因此其加熱過(guò)程是一個(gè)從表面向內(nèi)部傳遞的過(guò)程，可形成一個(gè)端面溫度高，到遠(yuǎn)離加熱端面呈溫度下降趨勢(shì)的，梯度明顯的溫度場(chǎng)，從而防止采用電阻、感應(yīng)加熱方式所造成的工件整體同時(shí)加熱所形成一個(gè)較寬高溫區(qū)；另一方面，閃光端面金屬爆破氣化能形成一個(gè)均勻的金屬蒸汽保護(hù)氣氛，因此在進(jìn)行表面加熱重熔過(guò)程中，可防止高溫下金屬被氧化、吸氣等有害現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)加熱所需設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。附圖說(shuō)明圖1是工件兩端加熱的原理圖；圖2是單面工件加熱的原理圖。具體實(shí)施方式為使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將通過(guò)附圖對(duì)專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例1：參照?qǐng)D1，將需要加熱的兩工件兩端分別設(shè)定為正負(fù)兩極，加熱兩端距離控制在0.1～100mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，根據(jù)工件截面面積不同，電流密度控制在0～200A/mm2范圍，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；在形成電弧后，由于兩端面之間電離能力的改變，為了防止持續(xù)的大電流電弧快速燒損基體，將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%，獲得均勻的，持續(xù)的電弧，調(diào)整輸入電流來(lái)實(shí)現(xiàn)表面的快速加熱或重熔的快慢；在電弧均勻后，由于電弧會(huì)燒損工件端面，若不同點(diǎn)電流密度下，基體端面燒損速率V0mm/s，則需要同時(shí)將兩夾具上的型材以同樣的速率V0mm/s相互靠近，保證兩端面之間的相對(duì)距離，來(lái)保證電弧穩(wěn)定性。由此，根據(jù)輸入電流的大小與兩端相對(duì)距離，快速完成表面的加熱或重熔。實(shí)施例2：參照?qǐng)D2，將需要快速加熱/重熔的工件作為電極的一極，而采用難熔導(dǎo)電材料作為電極的另一極，加熱兩端距離控制在0.1～100mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，根據(jù)工件截面面積不同，電流密度控制在0～200A/mm2范圍，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；在形成電弧后，由于兩端面之間電離能力的改變，為了防止持續(xù)的大電流電弧快速燒損基體，將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%，獲得均勻的，持續(xù)的電弧，調(diào)整輸入電流來(lái)實(shí)現(xiàn)表面的快速加熱或重熔的快慢；在電弧均勻后，由于電弧會(huì)燒損工件端面，若不同點(diǎn)電流密度下，基體端面燒損速率V0mm/s，則需要同時(shí)將兩夾具上的型材以同樣的速率V0mm/s相互靠近，保證兩端面之間的相對(duì)距離，來(lái)保證電弧穩(wěn)定性。由此，根據(jù)輸入電流的大小與兩端相對(duì)距離，快速完成表面的加熱或重熔。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法，其特征在于，將需要加熱的兩工件兩端分別設(shè)定為正負(fù)兩極，若只是加熱一個(gè)工件的表面，則將需要快速加熱/重熔的工件作為電極的一極，而采用難熔導(dǎo)電材料作為電極的另一極，加熱兩端距離控制在0.1～100?mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；而后，將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%，獲得均勻、持續(xù)的電弧；在電弧均勻后，假定基體端面燒損速率V

【技術(shù)特征摘要】
1.一種采用電弧對(duì)工件進(jìn)行快速加熱的方法，其特征在于，將需要加熱的兩工件兩端分別設(shè)定為正負(fù)兩極，若只是加熱一個(gè)工件的表面，則將需要快速加熱/重熔的工件作為電極的一極，而采用難熔導(dǎo)電材料作為電極的另一極，加熱兩端距離控制在0.1～100mm距離范圍，通電后從零開(kāi)始增加電流密度，直到開(kāi)始在兩端面之間形成電弧；而后，將電流密度降低為起弧電流密度的1～70%，獲得均勻、持續(xù)的電弧；在電弧均勻后，假定基體端面燒損速率V0mm/s，則同時(shí)將兩夾具上的型材...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁宇，梁益龍，向嵩，歐梅桂，申佳林，朱學(xué)儒，韓墨流，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：貴州大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：貴州,52