高頻加熱的溫度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種薄壁工件焊接時(shí)加熱的控制方法，具體涉及一種高頻加熱的溫度 控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高頻加熱作為一種新興的加熱方式具有節(jié)約能源、加熱靈活、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在 金屬制造業(yè)中冶煉、鍛造、熱拉、熱裝、焊接、熱處理等領(lǐng)域內(nèi)逐漸用高頻加熱的方式代替?zhèn)?統(tǒng)的加熱方式。尤其是在熱處理中，不同的材料有著不同的最佳淬火溫度，增加實(shí)際淬火溫 度與目標(biāo)淬火溫度之間的控制精度成了衡量設(shè)備優(yōu)劣的最為關(guān)鍵的指標(biāo)。
[0003]目前的國(guó)內(nèi)中高頻加熱設(shè)備的溫度控制方法基本是采用時(shí)間信號(hào)控制或溫度信 號(hào)控制兩種方式。時(shí)間信號(hào)控制是根據(jù)加熱時(shí)間進(jìn)行控制；溫度信號(hào)控制是采用紅外探頭 測(cè)溫并利用溫度信號(hào)對(duì)加熱過程進(jìn)行控制。以實(shí)際的生產(chǎn)條件和中高頻設(shè)備自身的特點(diǎn)， 這兩種加熱溫度的控制方法均存在著不同程度的問題。
[0004] 影響時(shí)間信號(hào)控制的因素：設(shè)備每次輸入的功率、頻率及斷開時(shí)間存在誤差；工 件的原始尺寸存在誤差；加熱前工件的溫度誤差；工件表面上有水。這些影響因素會(huì)造成 同批產(chǎn)品采用時(shí)間信號(hào)控制帶來加熱中實(shí)際淬火溫度與目標(biāo)淬火溫度的誤差。
[0005] 影響溫度信號(hào)控制的因素：控溫儀表自身的精確性，測(cè)溫誤差；煙霧、水霧、測(cè)溫 探頭清潔度；光纖信號(hào)傳輸誤差不能精確地控制加熱溫度。這些影響因素會(huì)造成同批產(chǎn)品 采用溫度信號(hào)控制帶來加熱中實(shí)際淬火溫度與目標(biāo)淬火溫度的誤差。
[0006] -般來說，熱處理的實(shí)際淬火溫度要求在目標(biāo)淬火溫度±10°C范圍內(nèi)波動(dòng)，而通 過傳統(tǒng)的時(shí)間信號(hào)控制的方式中，實(shí)際淬火溫度往往在目標(biāo)淬火溫度±20°C范圍內(nèi)波動(dòng)， 超出±10°C范圍的波動(dòng)會(huì)造成廢品和次品。并且，由于輸入電壓、環(huán)境溫度、工件尺寸公差、 感應(yīng)器等因素影響可能會(huì)造成實(shí)際淬火溫度的更大波動(dòng)范圍。通過溫度信號(hào)控制雖然對(duì)輸 入電壓、環(huán)境溫度、工件尺寸公差、感應(yīng)器等因素的影響可以部分排除，但測(cè)溫系統(tǒng)自身的 誤差，測(cè)頭的清潔度，環(huán)境水汽、煙霧等也對(duì)測(cè)溫的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大影響，極易造成測(cè)溫系 統(tǒng)測(cè)得的溫度與工件的實(shí)際溫度存在較大的出入。因此在對(duì)實(shí)際淬火溫度和目標(biāo)淬火溫度 之間的精確性要求比較高的材料進(jìn)行熱處理時(shí)，傳統(tǒng)的溫度控制方法不能滿足加工的質(zhì)量 要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種高頻加熱的溫度控制方法，能夠減小工件實(shí)際加熱溫 度與目標(biāo)溫度之間的波動(dòng)范圍。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：高頻加熱的溫度控制方法，包括以下步 驟：
[0009] 第一步，預(yù)設(shè)值，設(shè)定工件加熱的目標(biāo)溫度T0,設(shè)定高頻設(shè)備加熱的起點(diǎn)時(shí)間為 t0,設(shè)定高頻設(shè)備下限斷開時(shí)間tl;設(shè)定高頻設(shè)備上限斷開時(shí)間t2,其中t2>tl;
[0010] 第二步，工件加熱，工件放置在工位后，高頻設(shè)備開始啟動(dòng)加熱；
[0011] 第三步，當(dāng)工件的測(cè)定溫度τ達(dá)到目標(biāo)溫度T0時(shí)，此時(shí)的實(shí)際加熱時(shí)間t位于tl 與t2之間，高頻設(shè)備結(jié)束加熱；當(dāng)工件的測(cè)定溫度T和實(shí)際加熱時(shí)間t不能同時(shí)滿足上述 條件時(shí)，進(jìn)入第四步；
[0012] 第四步，時(shí)間控制調(diào)整及報(bào)警，
[0013] 當(dāng)工件的測(cè)定溫度T低于目標(biāo)溫度T0時(shí)，此時(shí)的實(shí)際加熱時(shí)間t不超過t2,此時(shí) 高頻設(shè)備將繼續(xù)加熱，直到加熱時(shí)間達(dá)到t2后高頻設(shè)備結(jié)束加熱，并進(jìn)行上限報(bào)警；
[0014] 當(dāng)工件的測(cè)定溫度T已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)溫度T0時(shí)，但此時(shí)的實(shí)際加熱時(shí)間t不超過tl，高頻設(shè)備將繼續(xù)加熱，直到加熱時(shí)間達(dá)到tl后高頻設(shè)備結(jié)束加熱，并進(jìn)行下限報(bào)警。
[0015] 對(duì)比改進(jìn)前后的高頻釬焊工藝，曾經(jīng)采用過時(shí)間控制高頻加熱和溫度控制高頻加 熱兩種方法，但效果不好。而且不知道是哪些條件變化造成了工件的實(shí)際溫度偏高或偏低， 調(diào)整參數(shù)、工裝、感應(yīng)器均沒有方向性。新的溫控方式可以較為明確地指導(dǎo)操作者應(yīng)該去調(diào) 整什么參數(shù)，通過逐步調(diào)整、優(yōu)化可以把上限斷開時(shí)間t2和下限斷開時(shí)間tl的差值控制在 一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。通過采用高頻釬焊新的溫控方式后，廢品率從0. 5%下降至0. 05%，成 品硬度合格率由原來的80%提高到100%。
[0016] 采用上述技術(shù)方案時(shí)，1、因有上限斷開時(shí)間t2,所以不會(huì)出現(xiàn)因測(cè)溫系統(tǒng)的探頭 被阻擋或探頭清潔度而使工件的實(shí)際溫度偏高而持續(xù)加熱導(dǎo)致工件損壞的情況；2、因有下 限斷開時(shí)間tl，所以不會(huì)出現(xiàn)工件的測(cè)定溫度T達(dá)到目標(biāo)溫度T0而工件的實(shí)際溫度未達(dá)到 就斷開的情況，保證了工件的硬度和釬焊質(zhì)量；3、因第三步中高頻設(shè)備結(jié)束加熱的是溫度 信號(hào)，時(shí)間信號(hào)作為輔助判斷，所以不會(huì)出現(xiàn)因工件起始溫度不一致或輸出功率、頻率微小 變化的影響；4、一旦出現(xiàn)報(bào)警，操作人員可以根據(jù)報(bào)警情況采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整，確保 不同的工件在加熱后實(shí)際溫度始終控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)；5、維持不報(bào)警的t2-tl的最 小差值，可以檢驗(yàn)包括車間電源穩(wěn)定性，高頻電源穩(wěn)定性，加熱感應(yīng)器精度，定位工裝精度， 感應(yīng)器、定位工裝、工件的配合精度，環(huán)境變化，測(cè)溫系統(tǒng)精度。6、通過控制高頻設(shè)備輸出 功率和調(diào)整影響測(cè)溫的各種因素可以使高頻加熱時(shí)工件的實(shí)際溫度控制在目標(biāo)溫度±5°C 內(nèi)。
[0017] 進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第四步的上限報(bào)警，所述工件的測(cè)定溫度T低于工件的實(shí) 際溫度。出現(xiàn)該情況時(shí)，是由于測(cè)溫系統(tǒng)自身的因素影響了測(cè)定溫度的準(zhǔn)確性，工件的測(cè)定 溫度T低于工件的實(shí)際溫度。原因可能是工件的測(cè)溫點(diǎn)發(fā)生了變化，可以采用重新對(duì)準(zhǔn)并 固定探頭位置的方式調(diào)整。也可能是測(cè)溫的探頭被阻擋，可以采用檢查并清除阻擋物的方 式。還可能是探頭表面不清潔，可以清潔探頭表面。
[0018] 進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述第四步的上限報(bào)警，所述實(shí)際加熱時(shí)間t等于t2。出現(xiàn)該 情況時(shí)，是由于工件升溫的速度變慢導(dǎo)致。原因可能是設(shè)備的原因或者是工件自身的原因。 其中設(shè)備的原因有車間電壓變小導(dǎo)致高頻輸出電流變小，可以采用增大電壓，提高輸出電 流的方式調(diào)整；還有可能是感應(yīng)器自耗變大，可以采用停機(jī)調(diào)整參數(shù)、清理感應(yīng)器確保冷卻 水暢通的方式調(diào)整。其中工件自身的原因有不同批次工件尺寸發(fā)生變化，可以根據(jù)工件的 尺寸變化調(diào)整加熱的參數(shù)；也有可能是工件表面有水殘留，可以去除工件表面的水分；還 有可能是工件的起始溫度低，可以采用增大功率、或者是提前預(yù)熱工件的方式。
[0019] 進(jìn)一步改進(jìn)