影響熱處理質量的基本因素

1、影響熱處理質量的基本因素在熱處理施工過程中，由于諸多因素對質量的影響，造 成不符合設計和技術標準的產品，而返修和報廢，給企業(yè)帶 來一定的經(jīng)濟損失。因此，在施工前應考慮人、機、料、法、 測、環(huán)和管理等因素，對熱處理質量的影響，做到事先采取 措施進行預控來保證熱處理質量。1. 人的因素是指操作者的質量意識、技能熟練程度和本身素質等。“人乃質量之本”。任何制造和安裝質量形成過程都離不 開人去操作和管理，人的技能、質量意識和謹慎作風及心理 狀態(tài)是關鍵因素，也是產生缺陷的主要原因。造成操作誤差的主要原因有；質量意識差；操作時粗心 大意；不遵守操作規(guī)程；技術不熟練，操作技能低，以及由 于工作單一重復而產生

2、厭煩情緒等。因此，對操作者的質量 意識和技能應進行教育和培訓，提高其責任心和技術水平， 并實行質量經(jīng)濟責任制對他們進行考核，將質量效果和經(jīng)濟 利益掛鉤誘導和激勵操作者精心施工，對質量自我控制，使 熱處理產品符合規(guī)定要求。2. 設備因素是指熱處理工器具、儀表性能精度和維護等設備對熱處理質量的影響。上述設備和儀表是熱處理工程質量保證符合技術要求的重要條件之一，這些設備和儀表隨時間的推移和位置的移動，其性能和精度都可能產生變化；而影響質量，導致出現(xiàn) 不合格品。因此，應按照技術上先進、經(jīng)濟上合理、生產上 適用、性能上可靠、使用上安全、操作上方便和維修方便等 原則選擇熱處理設備。并在施工中對設備用好管好

3、維修好， 按規(guī)定做定期檢驗和維修。操作過程中，對影響質量的控溫儀表，自動記錄儀在使 用前用溫度校準儀進行校準，并做好誤差記錄，以便在過程 中糾正誤差。在恒溫階段用溫度校準儀進行實際溫度測量并 與記錄溫度比較，來確定補償線和設備誤差是否在可控范 圍。熱處理設備（控制系統(tǒng)）的發(fā)展及現(xiàn)狀在焊接熱處理中，溫度參數(shù)必須進行準確的控制和測量，才能保證焊接熱處理的質量。在一般情況下，焊接熱處理工藝要求將溫度控制在一個穩(wěn)定 的數(shù)值上，這種調節(jié)系統(tǒng)稱為定值自調整系統(tǒng)。目前，定值 自調整系統(tǒng)在焊接熱處理中的應用相當廣泛。其基本組成見下圖。廠F熱電偶顯示器控制器/ 亠 亠采樣系統(tǒng)/ / /補償導線記錄儀標準對設備的

4、要求1） 使用K分度熱電偶及測溫儀表，包括對其溫度-熱電 勢線性化；2）要求控制熱處理的升溫速度、恒溫溫度、恒溫時間、 降溫速度；3） 要求焊件加熱范圍溫度波動不大于土25 C；4）恒溫階段溫度控制精度±5C。規(guī)程對設備的要求1）滿足工藝要求，參數(shù)調節(jié)靈活、方便，通用性好，運 行穩(wěn)定、可靠，并滿足安全要求。2）設備的控溫精度應在土5 C以內。對計算機溫度控制 系統(tǒng)，其顯示溫度應以自動記錄儀的溫度顯示為準進行調 整。計算機打印的焊接熱處理記錄曲線與標準記錄紙對照，其背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%熱處理發(fā)展之歷程1) 最初的熱處理溫度控制系統(tǒng)是單一的儀表溫控系 統(tǒng)。(升溫手動調節(jié)，恒溫

5、可控)2) 現(xiàn)在發(fā)展到微機溫度控制系統(tǒng)，是一個質的飛躍。3) 微機溫度控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了從MCS 51系列 單片機到以PC系統(tǒng)機為基礎的溫度控制系統(tǒng)。4) 系統(tǒng)機的采用使得一些在單片機基礎上開發(fā)的裝備難 以實現(xiàn)的功能變得迎刃而解。5) 熱處理溫度控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，為提高焊接熱處理質量起到了積極的作用。調節(jié)器的調節(jié)特性常用的溫度自調系統(tǒng)有調節(jié)對象，調節(jié)器，執(zhí)行器，變送 器等組成負反饋閉環(huán)系統(tǒng)， 實現(xiàn)對爐溫的自動控制。 調節(jié)器， 執(zhí)行器，變送器的變化，反映了溫控系統(tǒng)的先進水平。 其中， 調節(jié)器是最關鍵的環(huán)節(jié)， 它的調節(jié)方式?jīng)Q定了溫度控制系統(tǒng) 的調節(jié)特性。調節(jié)器的調節(jié)特性輸入常見的溫度自調系統(tǒng)的調節(jié)

6、方式有位式調節(jié)，連續(xù)PID調節(jié)，準連續(xù)PID調節(jié)。位式調節(jié)系統(tǒng)1） 調節(jié)器只有“通”、“斷”兩種工作狀態(tài)，使用 XCT-101, XWB-101等作為調節(jié)器，使用繼電器或可控硅做執(zhí) 行器，通過熱電偶、補償導線將測溫信號直接送入調節(jié)儀表。 是儀表型溫控系統(tǒng)。具有結構簡單，使用方便等優(yōu)點。2）應用：要求不高的場合，如預熱時、焊條烘干箱等 仍有廣泛應用。PID調節(jié)系統(tǒng)（連續(xù)、準連續(xù)）1）當爐溫受到干擾而偏離給定值時，調節(jié)器不是“通”、“斷”狀態(tài)工作，而是根據(jù)偏差信號的大小和 方向，按照與其呈比例（P），積分（I ），微分（D）的 調節(jié)規(guī)律輸出010mA的直流電流；2）通過執(zhí)行器，如可控硅調壓器，來觸

7、發(fā)可控硅，調 節(jié)爐子的功率。3）與位式調節(jié)相比，PID自調系統(tǒng)具有較高的調節(jié)精 度和較好的調節(jié)品質，控溫精度得到提高。計算機溫度控制系統(tǒng)1）在上述溫度控制系統(tǒng)中，不管位式調節(jié)如何改進，都是依靠繼電器的通斷進行工作；在常規(guī)的連續(xù)調節(jié) 中，如采用動圈式PID型儀表，仍缺乏專門的冷端溫度補償裝值，且對機械零點的調節(jié)十分繁瑣且不方便。當使用PID型電子電位差計時，盡管有冷端溫度自動補償 裝置，但仍有PID參數(shù)的整定復雜的問題。 調節(jié)系統(tǒng)并 沒有解決升、降溫速度自動調節(jié)的問題。2) 上世紀八十年代后期，曾出現(xiàn)了一種機械式程序給定儀，與PID型電子電位差計在 “串級調節(jié)”方式下使 用，實現(xiàn)對整個焊接熱處理

8、過程的自動控制。該裝置用碳膜導電紙制作工藝曲線，非常麻煩，系統(tǒng)易出故障， 可靠性差，適應性不是十分廣泛， 因而在焊接熱處理中 的應用沒多久就淘汰了。3) 上世紀九十年代后，計算機技術的快速發(fā)展和控制技術的進步，為熱處理溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了寬廣 的技術平臺。在電腦溫度控制系統(tǒng)中，調節(jié)方法已遠遠 超過了基本的PID調節(jié)，這一過程已完全由軟件自動解 決，普遍采用了復雜的混合算法，來提高系統(tǒng)的控溫精度和穩(wěn)定性。計算機溫度控制系統(tǒng)抗干擾能力強，運算速度快，實時性強，可編程，功能多且易擴展，控溫精 度高，操作簡便。日益受到人們的歡迎。計算機在焊接熱處理溫度控制系統(tǒng)中的應用有單板 機和系統(tǒng)機兩種；就使用

9、性能而言，均可充分滿足熱處 理工藝上的要求，但系統(tǒng)機人機對話方便，操作更簡單， 擴展功能更強大，使用更靈活。與傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)相比，計算機溫控系統(tǒng)功能 的實現(xiàn)，已經(jīng)不只是靠硬件來完成了， 而是依靠軟件來 完成。如參數(shù)整定，程序濾波，溫度-熱電勢的線性化; 調節(jié)系統(tǒng)依靠復雜的混合算法、 模糊控制，控制算法等; 顯示系統(tǒng)使用計算機顯示器等。表1溫度控制系統(tǒng)主要機構進展顯示調節(jié)機構比較機構執(zhí)行機構動圈式儀表PID型顯示調節(jié)儀數(shù)字式顯示調節(jié)儀諧振電路比較電路計算機CPU繼電器繼電器，可控硅可控硅，固態(tài)繼電器表2幾種溫度控制系統(tǒng)控溫精度類型偏差式數(shù)顯式微機式精度2.5級1.0級0.5 級，0.2 級熱

10、處理溫度控制系統(tǒng)的展望從技術上講，使熱處理設備各模塊具有良好的可互換性， 實現(xiàn)設備接口、功能模塊的標準化是一個發(fā)展方向。從發(fā)展的角度，主要是打破應用于生產過程的單一局面， 開展計算機模擬焊接熱處理生產及對各參數(shù)影響過程的研 究。具體改進方向提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)境適應性，擴大系統(tǒng)的功能:（1 ）改變單一的溫度-時間雙因素控制，逐步改為與影 響熱慣性的多因素控制系統(tǒng)（如升降溫速度、加熱功率等） 擴大系統(tǒng)功能。（2）進一步提高系統(tǒng)的采樣速度，改進算法，降低系統(tǒng) 熱慣性對控溫精度的影響。（3）增加故障診斷能力，以不同的聲音區(qū)分斷偶、加熱 器開路、溫度不均勻或超限等故障。（4）完善保護功能，包括

11、對計算機、可控硅等重要部件 或系統(tǒng)與人的保護。（5）改變記錄方式。目前廣泛使用電子電位差計作為熱 處理記錄的唯一方式，其價格已超過了中高檔打印機的價 格。通過編制適當?shù)拇蛴〕绦?，將記錄曲線與溫度時間表一 并打出，是改變傳統(tǒng)記錄方式的主要手段。為實現(xiàn)熱處理資 料的無紙化移交奠定基礎。在這里可采用無紙記錄儀。3. 材料因素主要指加熱器、熱電偶和保溫材料對質量的影響。材料質量好壞對熱處理施工質量起主導作用。是整個質 保體系和熱處理控制系統(tǒng)中最重要的工作之一，是重要因 素。當材料不符合規(guī)定要求時，可能會造成加熱溫度上不去 而達不到熱處理效果。4. 工藝因素指預熱焊接工藝、熱處理工藝、操作規(guī)程等。它包括

12、工 藝流程的安排、工序之間的銜接、熱處理工藝參數(shù)和熱處理 作業(yè)指導性文件等。熱處理工藝對熱處理質量的影響來自兩個方面：一是制定熱處理工藝方法、選擇工藝參數(shù)和工藝裝備的正確性和合 理性；二是貫徹執(zhí)行工藝方法的嚴肅性。由于不嚴格執(zhí)行熱 處理工藝方法違反操作規(guī)程，致使降低工序能力。甚至發(fā)生 質量事故和人身安全事故。 這不緊影響產品質量，影響進度， 也影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，必須加強對工藝裝備和計 量器具管理和嚴肅工藝紀律，合理使用機具，并對過程進行 監(jiān)督檢查。5. 檢測因素是指測量、試驗手段和測試方法。記錄曲線圖、硬度檢測結果是確定熱處理質量好壞的依據(jù)，可靠的質量數(shù)據(jù)和質 量信息是準確判斷產品是否滿足規(guī)定要求的重要環(huán)節(jié)。當以 上檢測方法還不能確定質量好壞時，可采用金相分析來解 決。6. 環(huán)境因素是指工作地點的溫度、濕度、照明、噪音、振動、空氣 流通、作業(yè)空間位置和清潔條件等影響影響工程質量的環(huán)境因素較多，有工程技術環(huán)境、工程 管理環(huán)境、勞動環(huán)境等。環(huán)境因素對工程質量的影響，具有 復雜而多變的特點。工作環(huán)境是人的因素和物的因素的綜合。這些因素會影 響熱處理作業(yè)人員精神狀態(tài)和作業(yè)能動性，滿足程度和工作 質量的績效，同時也對企業(yè)業(yè)績的提高具有潛在影響。因此，組織者應創(chuàng)造條件提高環(huán)境質量水平，以保證熱處理人員在 符合規(guī)定要求環(huán)境下工作，來保證作業(yè)質量。（如現(xiàn)場環(huán)境、設備操作環(huán)境等）7. 組