本發(fā)明涉及軋制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種用于檢測金屬薄帶軋制過程變形區(qū)溫度的方法。
背景技術(shù)：
：軋制是金屬薄帶成形的最重要方式之一，軋制變形區(qū)是金屬薄帶軋制過程中在兩個(gè)軋輥之間進(jìn)行變形的區(qū)域，金屬薄帶在該區(qū)域的溫度會直接影響到成品的外形質(zhì)量和微觀組織形態(tài)，因此金屬薄帶在該區(qū)域的溫度變化是軋制過程研究的重點(diǎn)。金屬薄帶在該區(qū)域與上下兩個(gè)工作輥緊密接觸，會發(fā)生熱傳導(dǎo)；且薄帶本身由于發(fā)生塑性變形，也會產(chǎn)生變形熱，因此金屬薄帶在該區(qū)域的溫度變化非常復(fù)雜。目前的測量金屬薄帶軋制變形區(qū)溫度的方法有根據(jù)理論模型進(jìn)行計(jì)算的方法或者通過非接觸紅外測溫儀進(jìn)行檢測的方法。若使用理論模型進(jìn)行計(jì)算，會出現(xiàn)由于理論模型本身的偏差而導(dǎo)致的計(jì)算精度不準(zhǔn)確的問題；若使用非接觸紅外測溫儀進(jìn)行實(shí)測，則只能在軋機(jī)前后，即在金屬薄帶咬入軋機(jī)前和軋機(jī)拋出金屬薄帶后對金屬薄帶進(jìn)行檢測，無法檢測到金屬薄帶在軋制過程中，位于兩個(gè)軋輥之間的軋制變形區(qū)的溫度，影響了對軋制變形區(qū)溫度變化的研究工作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對目前無法檢測金屬薄帶軋制變形區(qū)溫度的問題，本發(fā)明提供一種用于檢測金屬薄帶軋制過程變形區(qū)溫度的方法，所述方法包括：步驟1、制備待軋制的金屬薄帶試樣，在金屬薄帶試樣的一面設(shè)置熱電偶焊接槽，熱電偶焊接槽延伸至金屬薄帶試樣的邊緣；步驟2、在所述熱電偶焊接槽內(nèi)固定熱電偶線，且熱電偶線延伸至所述金屬薄帶試樣以外；步驟3、制作覆蓋試樣，將覆蓋試樣的一面焊接在金屬薄帶試樣設(shè)置熱電偶焊接槽的一面，形成軋制試樣，覆蓋試樣與所述熱電偶線不接觸；步驟4、將延伸至所述金屬薄帶試樣以外的熱電偶線與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備電連接；步驟5、將所述軋制試樣加熱到所需溫度后對軋制試樣進(jìn)行軋制，所述熱電偶線檢測軋制過程中金屬薄帶試樣的變形區(qū)在不同時(shí)刻對應(yīng)的溫度；步驟6、所述數(shù)據(jù)記錄設(shè)備對熱電偶線檢測到的溫度值進(jìn)行采集和記錄。步驟3所述的制作覆蓋試樣還包括：在覆蓋試樣的一面設(shè)置凹槽，將覆蓋試樣設(shè)有凹槽的一面焊接在所述金屬薄帶試樣設(shè)有熱電偶焊接槽的一面，凹槽的位置與所述熱電偶焊接槽的位置相對。所述金屬薄帶的厚度小于或等于6毫米。所述金屬薄帶試樣和所述覆蓋試樣的長度和寬度相同。所述熱電偶焊接槽為直線槽，直線槽與軋機(jī)對所述軋制試樣進(jìn)行軋制時(shí)的軋制方向平行。所述數(shù)據(jù)記錄設(shè)備為可編程邏輯控制器PLC，延伸至所述金屬薄帶試樣以外的熱電偶線通過熱電偶輸入模塊與所述PLC電連接。所述數(shù)據(jù)記錄設(shè)備為溫度數(shù)據(jù)記錄儀。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在金屬薄帶試樣上設(shè)置熱電偶焊接槽，在熱電偶焊接槽內(nèi)固定熱電偶線，熱電偶線與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備電連接，并且在金屬薄帶試樣上焊接覆蓋試樣，保證熱電偶線測量的金屬薄帶試樣的溫度不受到軋輥溫度的影響，同時(shí)，熱電偶線與覆蓋試樣之間存在一定距離，防止軋制過程中熱電偶線測量的金屬薄帶試樣的溫度受覆蓋試樣變形熱的影響，還可以在覆蓋試樣上設(shè)置凹槽，凹槽的位置與金屬薄帶試樣的熱電偶焊接槽的位置相對應(yīng)，進(jìn)一步保證熱電偶線可以準(zhǔn)確地檢測金屬薄帶試樣軋制變形區(qū)的溫度；同時(shí)，采用數(shù)據(jù)記錄設(shè)備對熱電偶線檢測的溫度進(jìn)行采集和記錄，便于后續(xù)對金屬薄帶軋制變形區(qū)溫度變化的研究工作。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的金屬薄帶試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的固定了熱電偶線的金屬薄帶試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的覆蓋試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的軋制試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的金屬薄帶軋制變形區(qū)的溫度記錄示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的采用本發(fā)明中的方法得到的金屬薄帶軋制變形區(qū)的溫度實(shí)際記錄圖。其中，1金屬薄帶試樣，11熱電偶焊接槽；2熱電偶線，21焊接點(diǎn)；3覆蓋試樣；4軋制試樣；5軋輥；6PLC(ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器)；7計(jì)算機(jī)。具體實(shí)施方式實(shí)施例一為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對金屬薄帶的軋制變形區(qū)的溫度進(jìn)行測量的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于檢測金屬薄帶軋制過程變形區(qū)溫度的方法，該方法主要用于實(shí)驗(yàn)室檢測金屬薄帶軋制變形區(qū)的溫度，可以用于對厚度小于或等于6mm的金屬薄帶的軋制變形區(qū)進(jìn)行測量，便于后續(xù)對金屬薄帶軋制變形區(qū)溫度變化的研究工作，該方法包括：步驟1、如圖1所示，制備待軋制的金屬薄帶試樣1，在金屬薄帶試樣1的一面設(shè)置熱電偶焊接槽11，熱電偶焊接槽11延伸至金屬薄帶試樣1的邊緣；如圖1所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求剪切一塊長度為L，寬度為W的金屬薄帶試樣1，在金屬薄帶試樣1的一面銑出熱電偶焊接槽11，熱電偶焊接槽11主要用于固定熱電偶線；熱電偶焊接槽11的位置可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的檢測需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，在金屬薄帶試樣1上需要進(jìn)行溫度檢測的位置處設(shè)置一個(gè)熱電偶焊接槽11，若需要對金屬薄帶試樣1上的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度檢測，則可以設(shè)置多個(gè)熱電偶焊接槽11。步驟2、如圖2所示，在熱電偶焊接槽11內(nèi)固定熱電偶線2，且熱電偶線2延伸至金屬薄帶試樣1以外；熱電偶線2的外部包裹有絕緣層，端部為正極和負(fù)極的焊接點(diǎn)21，可以將焊接點(diǎn)21焊接在熱電偶焊接槽11內(nèi)，焊接點(diǎn)21可以檢測焊接位置處的溫度；熱電偶線2延伸出金屬薄帶試樣1以外的長度根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行合理設(shè)置。步驟3、如圖3所示，制作覆蓋試樣3，如圖4所示，將覆蓋試樣3的一面焊接在金屬薄帶試樣1設(shè)置熱電偶焊接槽11的一面，形成軋制試樣4，覆蓋試樣3與熱電偶線2不接觸；在本發(fā)明實(shí)施例中，可以將覆蓋試樣3放置于金屬薄帶試樣1設(shè)置熱電偶焊接槽11的一面，并通過點(diǎn)焊將覆蓋試樣3和金屬薄帶試樣1焊接在一起，防止軋制過程中覆蓋試樣3與金屬薄帶試樣1之間發(fā)生位置移動。通過設(shè)置覆蓋試樣3，并且將覆蓋試樣3焊接在金屬薄帶試樣1設(shè)置了熱電偶焊接槽11的一面，如圖5所示，可以防止軋機(jī)在軋制金屬薄帶試樣1時(shí)熱電偶線2同時(shí)與軋輥5表面接觸，導(dǎo)致熱電偶線2無法準(zhǔn)確的測量金屬薄帶試樣1的溫度；同時(shí)，軋機(jī)軋制軋制試樣4時(shí)，覆蓋試樣3也會發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生變形熱，因此在覆蓋試樣3與熱電偶線2之間留有足夠的間隙，使得整個(gè)軋制過程中，覆蓋試樣3與熱電偶線2均不會接觸，防止覆蓋試樣3的變形熱對熱電偶線2的檢測結(jié)果產(chǎn)生影響以及防止了軋制過程中熱電偶線2的損壞；在本發(fā)明實(shí)施例中，若金屬薄帶試樣1非常薄，例如小于或等于2mm，則此時(shí)在金屬薄帶上設(shè)置的熱電偶焊接槽11的深度也會較小，為了防止覆蓋試樣3與熱電偶線2接觸，則可以在覆蓋試樣3上設(shè)置凹槽，將覆蓋試樣3設(shè)有凹槽的一面焊接在金屬薄帶試樣1設(shè)有熱電偶焊接槽11的一面，凹槽的位置與熱電偶焊接槽11的位置相對，如此可以增加熱電偶線2與覆蓋試樣3之間的距離，保證熱電偶線2測量的溫度不受覆蓋試樣3的變形熱影響。在本發(fā)明實(shí)施例中，覆蓋試樣3的長度和寬度可以與金屬薄帶試樣1的長度和寬度相同，如此設(shè)計(jì)可以防止覆蓋試樣3和金屬薄帶試樣1形成的軋制試樣4表面形成臺階，避免軋機(jī)在軋制過程中表面形成有臺階的軋制試樣4對軋機(jī)產(chǎn)生不利影響。步驟4、將延伸至金屬薄帶試樣1以外的熱電偶線2與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備電連接；在本發(fā)明實(shí)施例中，軋制試樣4與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備之間預(yù)留的熱電偶線2的長度可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在不影響軋制過程的情況下，保證熱電偶線2可以將檢測的溫度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)記錄設(shè)備。在本發(fā)明實(shí)施中，如圖1所示，可以將熱電偶焊接槽11設(shè)置為直線槽，為了使熱電偶線2不影響軋制過程，直線槽的方向可以與軋機(jī)對軋制試樣4進(jìn)行軋制時(shí)的軋制方向平行，將熱電偶線2布置在直線槽內(nèi)。步驟5、將軋制試樣4加熱到所需溫度后對軋制試樣4進(jìn)行軋制，熱電偶線2檢測軋制過程中金屬薄帶試樣1的變形區(qū)在不同時(shí)刻對應(yīng)的溫度；可以將軋制試樣4放入加熱爐中進(jìn)行加熱，當(dāng)熱電偶線2檢測出金屬薄帶試樣1達(dá)到所需溫度后，將軋制試樣4取出，放入軋機(jī)中進(jìn)行軋制，在軋制的過程中，熱電偶線2的焊接點(diǎn)21會對處于軋制變形區(qū)內(nèi)的焊接位置的溫度進(jìn)行檢測。步驟6、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備對熱電偶線2檢測到的溫度值進(jìn)行采集和記錄。在本發(fā)明實(shí)施例中，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求合理的選擇數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，如果實(shí)驗(yàn)對溫度的采樣周期要求較慢，可以將延伸至金屬薄帶試樣1以外的熱電偶線2直接連接溫度數(shù)據(jù)記錄儀，溫度數(shù)據(jù)記錄儀對熱電偶線2檢測的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和記錄。如果實(shí)驗(yàn)對溫度的采樣周期要求較快，如圖5所示，可以將延伸至金屬薄帶試樣1以外的熱電偶線2通過熱電偶輸入模塊與PLC6電連接，PLC6與計(jì)算機(jī)7電連接，當(dāng)軋制試樣4在軋輥5內(nèi)軋制時(shí)，熱電偶線2檢測金屬薄帶試樣1的軋制變形區(qū)的溫度，熱電偶輸入模塊將熱電偶線2檢測的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬量輸入信號并傳輸給PLC6，PLC6實(shí)現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)的采集并發(fā)送給計(jì)算機(jī)7，位于計(jì)算機(jī)7上的數(shù)據(jù)記錄軟件對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；圖5中軋制試樣4上方的箭頭表示軋制方向，軋輥5上的箭頭表示軋輥5的旋轉(zhuǎn)方向。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于主要是對金屬薄帶試樣1的溫度進(jìn)行檢測，因此，可以盡量將覆蓋試樣3的厚度減小，減小軋制過程中覆蓋試樣3對金屬薄帶試樣1的影響。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過在金屬薄帶試樣1上設(shè)置熱電偶焊接槽11，在熱電偶焊接槽11內(nèi)固定熱電偶線2，熱電偶線2與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備電連接，并且在金屬薄帶試樣1上焊接覆蓋試樣3，保證熱電偶線2測量的金屬薄帶試樣1的溫度不受到軋輥5溫度的影響，同時(shí)，熱電偶線2與覆蓋試樣3之間存在一定距離，防止軋制過程中熱電偶線2測量的金屬薄帶試樣1的溫度受覆蓋試樣3變形熱的影響，還可以在覆蓋試樣3上設(shè)置凹槽，凹槽的位置與金屬薄帶試樣1的熱電偶焊接槽11的位置相對應(yīng)，進(jìn)一步保證熱電偶線2可以準(zhǔn)確地檢測金屬薄帶試樣1軋制變形區(qū)的溫度；同時(shí)，采用數(shù)據(jù)記錄設(shè)備對熱電偶線2檢測的溫度進(jìn)行采集和記錄，便于后續(xù)對金屬薄帶軋制變形區(qū)溫度變化的研究工作。實(shí)施例二本實(shí)施例為采用實(shí)施例一中的方法對金屬薄帶試樣軋制變形區(qū)的溫度進(jìn)行檢測的舉例說明。(1)在本實(shí)施例中，對430不銹鋼薄帶進(jìn)行剪切，得到金屬薄帶試樣1，也可以同時(shí)剪切出覆蓋試樣3，金屬薄帶試樣1和覆蓋試樣3的尺寸如表1所示：試樣類型厚×寬×長(mm)金屬薄帶試樣12.45×60×100覆蓋試樣30.5×60×100表1：試樣尺寸表在金屬薄帶試樣1表面沿著軋制方向銑削出熱電偶焊接槽11，熱電偶焊接槽11的寬度為3mm，深度為1.5mm，熱電偶焊接槽11的端部可以銑削成直徑為8mm，深度為1.5mm的圓槽，該圓槽的位置即為需要測量溫度的位置，其中，熱電偶焊接槽11的寬度、深度以及圓槽的直徑可根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，需要對金屬薄帶試樣1上的兩個(gè)位置進(jìn)行溫度的檢測，因此在金屬薄帶試樣1上銑兩個(gè)相同尺寸的熱電偶焊接槽11。(2)將K型耐高溫?zé)犭娕季€2的焊接點(diǎn)21焊接在熱電偶焊接槽11的圓槽內(nèi)，將K型耐高溫?zé)犭娕季€2沿著熱電偶焊接槽11布置并且將K型耐高溫?zé)犭娕季€2延伸至金屬薄帶試樣1以外，延伸至金屬薄帶試樣1以外的K型耐高溫?zé)犭娕季€2的長度為500mm，該尺寸可根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。(3)將覆蓋試樣3放置在金屬薄帶試樣1設(shè)有熱電偶焊接槽11的一面上，將覆蓋試樣3和金屬薄帶試樣1的位置對齊后，通過點(diǎn)焊將覆蓋試樣3和金屬薄帶試樣1焊接在一起形成軋制試樣4。(4)在本實(shí)驗(yàn)中，對溫度的采樣周期要求較快，因此將延伸至金屬薄帶試樣1以外的K型耐高溫?zé)犭娕季€2通過型號為6ES7331-7PF10-0AB0的熱電偶輸入模塊與型號為SIMENSS7-300的PLC6連接，將PLC6與安裝有數(shù)據(jù)采集軟件的計(jì)算機(jī)7連接。(5)將軋制試樣4放置于加熱爐中加熱到750℃時(shí)，將軋制試樣4取出，放入實(shí)驗(yàn)軋機(jī)中進(jìn)行軋制，在軋制的過程中，熱電偶線2檢測金屬薄帶試樣1的變形區(qū)在不同時(shí)刻對應(yīng)的溫度，其中，實(shí)驗(yàn)軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)如表2所示：軋機(jī)形式四輥可逆軋機(jī)支撐輥尺寸(mm)Φ350×300工作輥尺寸(mm)Φ150×400最大輥縫(mm)8最大軋制速度(m/s)0.1最大軋制力(kN)1000表2：實(shí)驗(yàn)軋機(jī)設(shè)備參數(shù)表(6)PLC6對熱電偶線2檢測到的溫度值進(jìn)行采集，并利用計(jì)算機(jī)7上的數(shù)據(jù)記錄軟件進(jìn)行記錄，軋制的實(shí)際數(shù)據(jù)如表3所示：表3：軋制實(shí)際數(shù)據(jù)表軋制過程中對軋制試樣4的溫度記錄如圖6所示，圖6中顯示出金屬薄帶試樣1的軋制變形區(qū)上兩個(gè)焊接位置即檢測位置的溫度變化過程，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示溫度，Temp1表示兩個(gè)檢測位置中的一個(gè)檢測位置，Temp2表示兩個(gè)檢測位置中的另一個(gè)檢測位置，線條A表示Temp1對應(yīng)的溫度變化趨勢，線條B表示Temp2對應(yīng)的溫度變化趨勢，由圖6可以看出，軋制過程開始時(shí)，軋制變形區(qū)上兩個(gè)檢測位置的溫度均迅速下降，隨后由于軋制過程中金屬薄帶試樣1發(fā)生變形，產(chǎn)生變形熱，因此，兩個(gè)檢測位置的溫度都出現(xiàn)了回升，隨后繼續(xù)下降，根據(jù)圖6，可以對一個(gè)檢測位置的溫度變化趨勢進(jìn)行分析，還可以對兩個(gè)不同檢測位置的溫度變化趨勢進(jìn)行對比分析。上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3