[发明专利]窄间隙焊缝测温装置及方法

说明书

技术领域：

本发明属于工件加热技术领域，具体涉及一种窄间隙焊缝测温装置及该窄间隙焊缝的测温方法。

背景技术：

大型轴类工件(例如汽轮机转子主轴)通常采用两种生产方式，一种是整体锻造成型；另一种是分段锻造成型后将各个段焊接成整体。整体锻造成型因需要大型的专用设备，具有成本高、技术难度大、生产周期长等特点，实用性较差。而分段锻造成型虽克服了成本高、生产周期长等特点，但需要很好的焊接技术，而焊接技术中窄间隙焊缝因具有较好的力学性能、较低的残余应力与残余变形、焊接生产率高以及生产成本低等特点，避免了传统大厚度钢板焊接技术的坡口截面大、焊接速度缓慢、焊缝中金属填敷量大、焊后板材应力变形很大、生产效率低下等缺陷。因此窄间隙焊缝技术在工件焊接中得到了广泛的应用，尤其是汽轮机转子的焊接。

但由于汽轮机转子主轴的直径很大，焊缝深，焊接时，工件温度为非恒温状态，不同于一般的轴类工件，焊接难度很大，因此，汽轮机转子的窄间隙焊接技术要求更高。

为了保证工件的焊接质量，尤其是汽轮机转子，在对工件进行焊接前需要对焊缝区进行清洁、预热，必须要保证焊接前焊缝区的清洁度及实时温度。为了对焊缝区进行实时温度的监测，通常是将热电偶紧贴工件表面，再进行隔热材料铺设，以保证监控点温度不受外界温度影响。一般使用硅酸铝材料铺于监控点，然后采用薄钢片以点焊的方式进行固定。这样的测温方式不仅费时、费力，而且安装和拆卸均不方便。再者，将薄钢片以点焊的方式固定，势必会对焊缝区的清洁度造成严重影响，而且薄钢片点焊固定更容易形成焊接后工件的缺陷源。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种便于安装、拆卸，且不会对工件焊缝区进行破坏的窄间隙焊缝测温装置及用该装置进行测温的方法。

为实现其目的，本发明采用的技术方案是：

一种窄间隙焊缝测温装置，包括导热块、支撑压紧弹簧片、测温元件和温度记录仪器，所述导热块设在支撑压紧弹簧片的顶部，导热块与支撑压紧弹簧片之间设有隔热层，所述测温元件分别与导热块和温度记录仪器相连接。

所述导热块与测温元件为插孔连接，导热块上设置插接测温元件的孔。

所述导热块的自由表面上设有孔，该孔与测温元件的插入孔相通。

所述导热块为铜块。

所述铜块为紫铜。

所述支撑压紧弹簧片为弓形结构。

所述隔热层为石棉布。

所述测温元件为热电偶或热电阻。

所述温度记录仪器为温度记录仪或温度显示器。

一种用上述装置进行窄间隙焊缝的测温方法，包括如下步骤：

①清洗测温装置，使其表面清洁，将与工件接触的导热块进行抛磨，露出紫铜金属色；

②清理测温元件，使其表面清洁，工作端无氧化层；

③将测温元件与导热块连接；

④将测温装置置入焊缝的测温点，使导热块自由表面与工件表面紧贴；

⑤将测温元件与温度记录仪器进行联接；

⑥对工件进行加热，测温开始、记录测得的温度值；

⑦测温结束，从工件的焊缝中取出测温装置，进行清洁、保存。

本发明的有益效果是：

本测温装置以导热性能极好的紫铜做导热块，可以保证工件加热过程中焊缝区的实时温度与工件本体温度的一致性；支撑压紧弹簧片将导热块顶紧，使其紧紧贴住焊缝区一边的工件本体；弓形的支撑压紧弹簧片便于安装、拆卸；导热块自由表面上的孔，可以观察热测温元件是否插入到位；隔热层设在支撑压紧弹簧片与导热块之间，无需采用薄钢片点焊固定，避免了传统隔热层的缺陷。它具有结构简单、装卸容易、实时准确测温等特点。

本测温方法直接将测温装置置入窄间隙焊缝中，取消了传统以点焊固定的方式，避免了焊缝缺陷源的出现，不会对工件焊缝区进行破坏，保证了焊缝区监测点的清洁度，极大的方便了测温装置的装卸。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本发明的一种使用状态示意图。

图中代号含义：1-导热块；2-隔热层；3-支撑压紧弹簧片；4-螺钉；5-测温元件；6-补偿导线；7、8-工件；9-测温元件插孔；10-观察孔。

具体实施方式：