低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統的製作方法
2024-03-23 17:00:05 1
低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統。該方法包括：由火焰切割機對試樣進行切割；由叉車把切割好的試樣運送到自動試驗平臺，進行冷卻作業；通過自動行車將試樣吊運到銑磨床進行加工；將加工後的試樣輸送至全自動電解腐蝕機處，進行腐蝕並清洗；由輸送帶將試樣輸送到拍照點，自動拍照，並將試樣返回貨架。該裝置包括：上述火焰切割機、叉車、行車、對鋼樣酸蝕、清洗和乾燥的酸洗機以及對鋼樣進行拍照的攝影裝置。通過上述結構改進，本發明僅需將經銑磨過的立面浸入酸洗機中，節省了鹽酸的用量，同時避免了浸沒整個鋼樣時出現的鹽酸外濺的情況，因此該全自動低倍組織酸蝕系統能夠簡便、安全地對鋼材試樣進行質量檢測。
【專利說明】低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及酸蝕設備【技術領域】，更具體地說，特別涉及一種低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統。
【背景技術】
[0002]低倍組織酸蝕就是通過對鋼樣表面進行酸蝕，以確定鋼材內部是否存在諸如內裂、翻皮、疏鬆、白點、夾雜等各種非連續組織和缺陷。
[0003]眾所周知，隨著現代鋼鐵工業的發展，對鋼材內部質量進行快速檢測變得越來越重要。尤其對普碳鋼、中高碳鋼、合金鋼中的重軌鋼、管線鋼、軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼、油井管鋼、鍋爐管鋼等進行低倍組織酸蝕，可以顯示中心偏析、三角裂紋、角裂紋、縮孔等質量缺陷。對於部分低C、低S的鋼種，可以依據進行低倍組織酸蝕顯示的質量缺陷來判定其質量。
[0004]在現有技術中，對鋼材採用熱酸浸蝕進行檢測，裝置複雜、操作繁瑣、檢測成本高。而且需要將整個鋼樣放入高濃度的鹽酸中，因此極易發生危險。需要將1:1比例的鹽酸溶液加熱到70-80°C。然後將整個試樣放入酸槽中，浸蝕大約20-60分鐘。當整個鋼樣外表面浸蝕掉0.05-0.13mm時，進行測量。由於將整個試樣投入熱鹽酸的過程極易造成鹽酸外濺，同時會散發出的大量酸霧也對設備及人體健康有害。
[0005]綜上，如何提供一種全自動低倍組織酸蝕系統，並使用該全自動低倍組織酸蝕系統對鋼樣進行簡便、安全地質量檢測成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種低倍組織酸蝕方法以及全自動低倍組織酸蝕系統，以解決上述的問題。
[0007]在本發明的實施例中提供了一種低倍組織酸蝕方法，具體包括步驟:S1、試樣切害I]，由火焰切割機對試樣進行切割；S2、試樣冷卻，由叉車把切割好的所述試樣運送到自動試驗平臺，所述自動試驗平臺通過冷卻風扇進行冷卻作業；S3、銑磨加工，通過自動行車採用電磁起吊方式將所述試樣吊運到銑磨床進行加工；S4、試樣腐蝕，銑磨床加工完畢後將所述試樣輸送至全自動電解腐蝕機處，由電解腐蝕機對試樣進行腐蝕並清洗；S5、試樣拍照，由輸送帶輸送試樣到拍照點，由照相機對試樣自動拍照，並將所述試樣返回貨架。
[0008]在本發明提供的低倍組織酸蝕方法中，分別包括有五個步驟，其分別為:試樣切割、試樣冷卻、試樣的銑磨加工、試樣腐蝕以及試樣拍照。在上述五個步驟中,對試樣進行切割採用火焰切割機，並且在後續的加工工序中使用了自動試驗平臺，其中進行低倍組織腐蝕作業相比於傳統人工作業，由於本發明採用了較多的自動化設備，因此，極大程度地提高了試樣低倍組織酸蝕作業的安全性。
[0009]本發明還提供了一種全自動低倍組織酸蝕系統，包括:對鋼樣進行切割的火焰切割機；運送切割後的所述鋼樣至試驗平臺的叉車；將所述鋼樣從所述試驗平臺傳送至對所述鋼樣進行單向端面立銑的龍門銑磨床的工作檯的行車；對所述鋼樣酸蝕、清洗和乾燥的酸洗機，所述酸洗機包括:機架和設置於所述機架上的酸霧處理裝置、試劑噴淋裝置、水洗、吹乾裝置、液體存儲箱、移動排風罩、液位計和電氣控制櫃；對所述鋼樣進行拍照的攝影裝置。
[0010]本發明通過上述結構改進，對鋼樣進行單面立銑，僅需將經銑磨過的立面浸入酸洗機中，不需要將整個鋼樣浸沒在酸洗機中，節省了鹽酸的用量，同時，避免了浸沒整個鋼樣時出現的鹽酸外濺的情況，因此該全自動低倍組織酸蝕系統能夠簡便、安全地對鋼材試樣進行質量檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種實施例中全自動低倍組織酸蝕系統的結構示意圖；
[0012]圖1中部件名稱與附圖標記的對應關係為:
[0013]龍門銑磨床1、酸洗機2。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體的實施例子並結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
[0015]本發明提供了一種低倍組織酸蝕方法，具體包括步驟:
[0016]S1、試樣切割，由火焰切割機對試樣進行切割；
[0017]S2、試樣冷卻，由叉車把切割好的試樣運送到自動試驗平臺，自動試驗平臺通過冷卻風扇進行冷卻作業；
[0018]S3、銑磨加工，通過自動行車採用電磁起吊方式將試樣吊運到銑磨床進行加工；
[0019]S4、試樣腐蝕，銑磨床加工完畢後將試樣輸送至全自動電解腐蝕機處，由電解腐蝕機對試樣進行腐蝕並清洗；
[0020]S5、試樣拍照，由輸送帶輸送試樣到拍照點，由照相機對試樣自動拍照，並將試樣返回貨架。
[0021]在本發明提供的低倍組織酸蝕方法中，分別包括有五個步驟，其分別為:試樣切割、試樣冷卻、試樣的銑磨加工、試樣腐蝕以及試樣拍照。在上述五個步驟中,對試樣進行切割採用火焰切割機，並且在後續的加工工序中使用了自動試驗平臺，其中進行低倍組織腐蝕作業相比於傳統人工作業，由於本發明採用了較多的自動化設備，因此，極大程度地提高了試樣低倍組織酸蝕作業的安全性。
[0022]請參考圖1，圖1為本發明一種實施例中全自動低倍組織酸蝕系統的結構示意圖。
[0023]本發明還提供一種全自動低倍組織酸蝕系統，使用該全自動低倍組織酸蝕系統能夠簡便、安全地對鋼材進行質量檢測。
[0024]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0025]本發明提供的一種全自動低倍組織酸蝕系統，包括:對鋼樣進行切割的火焰切割機；運送切割後的鋼樣至試驗平臺的叉車；將鋼樣從試驗平臺傳送至對鋼樣進行單向端面立銑的龍門銑磨床I的工作檯的行車；對鋼樣酸蝕、清洗和乾燥的酸洗機2，酸洗機2包括:機架和設置於機架上的酸霧處理裝置、試劑噴淋裝置、水洗、吹乾裝置、液體存儲箱、移動排風罩、液位計和電氣控制櫃；對鋼樣進行拍照的攝影裝置。[0026]在現有技術中，需要將整個鋼材試樣放入高濃度的鹽酸中，由於將整個試樣投入熱鹽酸的過程極易造成鹽酸外濺，同時會散發出的大量酸煙也對設備及人體健康有害。
[0027]為了能夠簡便、安全地對鋼材試樣進行質量檢測，本發明在上述結構設計的基礎上做出了如下改進:對鋼樣進行切割的火焰切割機；運送切割後的鋼樣至試驗平臺的叉車；將鋼樣從試驗平臺傳送至對鋼樣進行單向端面立銑的龍門銑磨床I的工作檯的行車；對鋼樣酸蝕、清洗和乾燥的酸洗機2 ;和，對鋼樣進行拍照的攝影裝置。
[0028]本發明通過上述結構改進，對鋼樣進行單面立銑，僅需將經銑磨過的立面浸入酸洗機2中，不需要將整個鋼樣浸沒在酸洗機2中，節省了鹽酸的用量，同時，避免了浸沒整個鋼樣時出現的鹽酸外濺的情況，因此該全自動低倍組織酸蝕系統能夠簡便、安全地對鋼材試樣進行質量檢測。
[0029]並且，在上述結構設計中，酸霧處理裝置中的所有通風管路均採用PVC (聚氯乙烯)材料。
[0030]在現有技術中，沒有酸霧處理裝置，酸霧揮發對設備造成腐蝕。在本發明中，包括酸霧處理裝置，從而可以有效地降低酸霧對設備的腐蝕程度，延長設備的使用壽命。
[0031]具體的，本發明提供的一個【具體實施方式】中，還包括:對鋼樣進行第二次切割的液壓升降帶鋸。由於火焰切割機加工的鋼樣厚度大，精度不高，因此還需要使用液壓升降帶鋸對鋼樣進行二次加工，可以獲得精度較高的鋼樣。因此，採用液壓升降帶鋸對鋼樣進行二次加工，可以加工出尺寸不超出龍門銑磨床I的工作檯範圍的鋼樣。在實際應用中，液壓升降帶鋸對橫向鋼樣進行兩次切割，對縱向鋼樣進行三次切割。
[0032]具體的，本發明的一個【具體實施方式】中，試驗平臺上設置有對鋼樣進行降溫的冷卻風扇。冷卻風扇對經過火焰切割機和液壓升降帶鋸切割鋼樣進行風冷降溫。
[0033]具體的，行車為雙梁式智能行車，便於鋼樣在各個設備之間搬運，提高了檢測鋼樣質量的效率。其中，雙梁式智能行車採用變頻電機或伺服電機驅動，在雷射測距儀的定位下控制沿X、Y軸方向移動，確保鋼樣能自動傳送到預定位置。Z軸升降方式採用剛性導向柱形式，做到在移動過程中避免工件的晃動，
[0034]具體的，行車包括:將鋼樣吊起的永磁吸盤。可以保障鋼樣在吊起的過程中不脫落。
[0035]具體的，行車還包括，設置於升降軸底部的自動定位緩衝裝置。
[0036]具體的，龍門銑磨床I為雙軸雙工位銑磨床，即先進行銑削加工，再進行磨加工，採用PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)控制X和Z軸兩軸聯動，在龍門架左右兩邊分別安裝銑床主軸箱和砂帶機；龍門銑磨床I的工作檯的操作範圍不小於鋼樣的尺寸。
[0037]具體的，酸洗機2包括:
[0038]機架和設置於機架上的酸霧處理裝置、試劑噴淋裝置、水洗、吹乾裝置、液體存儲箱、移動排風罩、液位計和電氣控制櫃。
[0039]其中，機架採用Q235-A鋼架結構及防腐工程塑料組成，鋼架結構採取防腐處理；機架外表採用理化板裝飾和防護。從而，機架具有良好的耐腐蝕性和結構強度。
[0040]其中，試劑噴淋裝置包括:定量輸送泵和酸液過渡箱。由定量輸送泵輸送設定量的酸液到酸液過渡箱中，箱底外有防腐電磁閥控制酸液的流出量。酸液過渡箱採用PP (聚丙烯樹脂)材料，具有良好的耐腐蝕性。其中，水洗及吹乾裝置共用一組管道與噴嘴，使用電磁閥轉換噴水或吹氣。另外，在水洗及吹乾裝置上安裝有管道式快速加熱器，可選擇用熱水對鋼樣進行清洗，同時壓縮空氣將鋼樣吹乾。水洗及吹乾裝置機旁備用手動噴淋軟管，可以根據實際需要控制噴淋出水量。
[0041]在本發明的一個【具體實施方式】中，管道採用PP材料。
[0042]其中，液體貯存箱採用PP材料製作，從而具有良好的耐腐蝕性。液體貯存箱包括:專用冷蝕試劑貯存箱3個，單個體積約0.5立方米；另有廢酸貯存箱I個，體積約1.2立方米。兩者均有液位顯示裝置和上下極限位報警裝置，同時，酸液貯存箱設有過濾抽屜，可同時清除酸液中的鐵屑雜物。
[0043]其中，風罩移動機構中的排風罩採用PVC材料製作，具有耐酸性，而且強度高。風罩移動機構在移動時採用滾子鏈傳動機構控制其移動速度和開閉位置。
[0044]其中，液位計採用UHZ-57/76-UB插入式液位計(電流型)，自帶錶盤顯示，可實現液位的遠距離檢測、控制和報警。
[0045]其中，電氣控制櫃使用PLC自動循環控制整個低倍組織酸蝕過程，也可調到手動檔分別單獨的調試各種數據。同時，控制移動排風罩開啟和關閉，控制排風量大小。其採用觸控螢幕人機對話模式控制和調整各種工作參數，例如:噴酸、水洗、烘乾的時間長短、壓力大小、工作循環次數等。
[0046]具體的，還包括:一端與酸洗機2連接，另一端與攝影裝置連接，傳送鋼樣的傳送裝置。傳送裝置為履帶傳送裝置。
[0047]具體的，攝影裝置包括:至少兩個低倍燈、攝影棚和照相機。攝影棚阻擋幹擾光線，使鋼樣表面無反光現象，以便獲得能清楚反應鋼樣內部質量的圖片。
[0048]需要說明的是:
[0049]1、在試樣現場通過火焰切割機對試樣進行切割，將切割後的試樣送到實驗室，試樣以銑床加工為主。
[0050]2、試樣切割具體作業為:橫向試樣在現場切割兩次得到毛坯樣，少量的縱向試樣需要切割3次。加工時間:火焰切割需要時間5-10分鐘，帶鋸切割時間10-60分鐘。
[0051]3、取樣部位根據:GB226_91《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》、攀鋼內部標準以及用戶合同特殊規定，部位:大多數試樣為橫向試樣(端截面)，部分為縱向試樣(沿縱軸截取，長度一般是端面周長或者是直徑的1.5倍)。
[0052]4、試樣傳輸系統為MLF-LIFT智能行車，用於試樣在設備間的搬運，由輕型標準行車進行數控改裝而成的雙梁式智能行車，載重500KG，最大速度2M/S，Z軸升降方式採用剛性導向柱形式，做到在移動過程中避免工件的晃動，升降過程全程由雷射測距儀自動定位精度2mm，升降速度0.5/s。在升降柱底端裝備電磁吸盤和自動定位緩衝裝置，行車X、Y軸向的移動:全部採用變頻電機或伺服電機驅動加上雷射測距儀定位由控制系統SMENS PLCS7300 (PR0FIBUS雙電纜通訊)進行X、Y軸的準確定位，確保試樣工件能自動傳送到預定位置。
[0053]5、由於全自動方圓坯連鑄低倍檢驗系統主要承擔中高碳鋼、合金鋼(如重軌鋼、管線鋼、軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼、油井管鋼、鍋爐管鋼等)連鑄坯(方坯圓坯)低倍試驗任務，顯示中心偏析、三角裂紋、角裂紋、縮孔等質量缺陷，對部分低C、低S的鋼種，承擔合金鋼連鑄坯低倍試驗任務，並根據顯示的質量缺陷以及圖譜標準進行質量判定。且測試樣件的形狀:圓還:<t 200mm,方還:200mmX 200mm以及360mmX 450mm。故在選擇統磨床必須能全部覆蓋所有樣件要求。本發明使用的數控龍門銑床是一臺雙軸雙工位銑磨床，即先進行銑削加工，再進行磨加工，採用先進的進口 PLC控制系統實現(X，Z)兩軸聯動，即龍門架左右兩邊分別安裝銑床主軸箱和砂帶機。本工具機只要進行單向端面立銑(即雙Z軸運作)，工件進行一次裝夾可完成銑削加工機磨銑加工。工作檯縱向進給必須由數字程序控制，要求運作平穩，承載力矩大，工作檯兩邊必須有自動排鐵屑功能。
[0054]6、本發明採用自動酸洗系統，目前，大多鋼廠採用熱酸浸蝕法進行鋼的低倍組織檢測，這種方法工序繁瑣、操作成本高，而且需要將整個試樣放入高濃度的鹽酸中。因此極易發生危險。採用熱酸浸蝕典型方法是將1:1的鹽酸溶液加熱到70--8(TC。然後將整個試樣放入酸槽中，浸蝕大約20—60分鐘。整個試樣外表面浸蝕掉0.05—0.13mm,然後進行測量。由於要將整個試樣投入熱鹽酸中，這種方法極易造成鹽酸外濺，同時熱酸浸蝕法中散發出的大量「酸煙」也對設備及人體健康有害。
[0055]為克服熱酸浸蝕法的上述缺點，本發明採用較為先進的全自動的電解腐蝕機，其工藝過程為:
[0056](I)全自動電 解腐蝕機使用冷稀鹽酸並通過電腐蝕法對鋼樣的檢測面進行浸蝕，在操作時只需將鋼樣浸蝕面向下放置在一個自動移動的臺架上.就可依次完成對鋼樣的酸蝕、清洗和乾燥工作。
[0057](2)全自動電解腐蝕機利用PLC進行過程控制，可以自動完成鋼樣夾緊，啟動酸液泵、電極通電、流量安全控制等功能，而且還可精確控制每個環節的處理時間，以保證檢測結果的一致性。電解腐蝕機循環使用的酸液儲存在一個內置的儲酸槽中.每槽酸液大約可浸蝕幾百個試樣.之後將廢酸排放掉並加入新的酸液。鋼樣在酸蝕時通過電化學反應.在鋼樣浸蝕面形成大約0.0345mm厚的黑色膠狀層，然後通過輥刷和清洗工序將膠狀層洗掉.並進入乾燥工位進行乾燥，之後就可以進行鋼樣的低倍組織及缺陷的檢測和評價。全自動電解酸蝕機所採用的檢測方法符合國家標準GB226-91《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》的要求。
[0058]全自動電解腐蝕機優點:1、提高檢測效率；2、全自動電解腐蝕機可實現鋼樣檢測過程的精確控制，因此與傳統的檢測方法相比檢測結果的準確性和可重複性大大提高；3、不需要對鋼祥和酸液進行加熱；4、酸蝕時間大約只有傳統熱酸浸蝕法的I / 10 ;5、酸液的需求量和消耗量只有傳統熱酸浸蝕法的I / 10 ;6、「酸煙」的產生及排放大大減少；7、酸液可在10-40°C範圍內正常使用；8、PLC自動控制，減少人工工作量；9、利用可更換的卡具，同時可進行多個鋼樣的檢測。
[0059]以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種低倍組織酸蝕方法，其特徵在於，包括: 步驟一、由火焰切割機對試樣進行切割； 步驟二、由叉車把切割好的所述試樣運送到自動試驗平臺，所述自動試驗平臺通過冷卻風扇進行冷卻作業； 步驟三、通過自動行車採用電磁起吊方式將所述試樣吊運到銑磨床進行加工； 步驟四、銑磨床加工完畢後將所述試樣輸送至全自動電解腐蝕機處，由電解腐蝕機對試樣進行腐蝕並清洗； 步驟五、由輸送帶將所述試樣輸送到拍照點，由照相機對所述試樣自動拍照，並將所述試樣返回貨架。
2.一種全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，包括: 對鋼樣進行切割的火焰切割機； 運送切割後的所述鋼樣至試驗平臺的叉車； 將所述鋼樣從所述試驗平臺傳送至對所述鋼樣進行單向端面立銑的龍門銑磨床的工作檯的行車； 對所述鋼樣酸蝕、清洗和乾燥的酸洗機，所述酸洗機包括:機架和設置於所述機架上的酸霧處理裝置、試劑噴淋裝置、水洗、吹乾裝置、液體存儲箱、移動排風罩、液位計和電氣控制櫃； 對所述鋼樣進行拍照的攝影裝置。
3.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，還包括: 對所述鋼樣進行第二次切割的液壓升降帶鋸。
4.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，所述試驗平臺上設置有對所述鋼樣進行降溫的冷卻風扇。
5.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，所述行車為雙梁式智能行車。
6.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，所述行車包括:將所述鋼樣吊起的永磁吸盤。
7.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，所述龍門銑磨床的工作檯的操作範圍不小於所述鋼樣的尺寸。
8.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，所述攝影裝置包括:至少兩個低倍燈、攝影棚、和照相機。
9.根據權利要求2所述的全自動低倍組織酸蝕系統，其特徵在於，還包括:一端與所述酸洗機連接，另一端與所述攝影裝置連接，傳送所述鋼樣的傳送裝置。
【文檔編號】G01N35/00GK103454437SQ201310380345
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】陳波 申請人:上海美諾福實驗自動化有限公司