焊接構(gòu)件熱處理工藝控制要點(diǎn)
閱讀(15674) 次 2014/1/16 11:25:22
為保證焊接構(gòu)件性能與質(zhì)量，提高焊縫金屬的塑性，消除或減少焊接殘余應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋，必要時(shí)需對焊接構(gòu)件進(jìn)行熱處理。根據(jù)熱處理工序與焊接工序的先后順序，常把焊接構(gòu)件的熱處理分為預(yù)熱處理、后熱處理和焊后熱處理3種。
1.預(yù)熱處理
預(yù)熱處理是在焊接前對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行整體或局部加熱。其目的是減緩焊接接頭加熱時(shí)溫度梯度及冷卻速度，適當(dāng)延長焊接接頭從800 ℃降到500 ℃ 的冷卻時(shí)間，以利于焊縫中氫的逸出，減少產(chǎn)生淬硬組織，防止冷裂紋的產(chǎn)生。此外，對構(gòu)件進(jìn)行整體預(yù)熱，還能適當(dāng)提高焊件溫度分布的均勻性，減小內(nèi)應(yīng)力。
預(yù)熱溫度的確定可以通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可以參考有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。需注意的是：這些計(jì)算公式或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)都是在一定的試驗(yàn)條件下，根據(jù)不產(chǎn)生裂紋的最低預(yù)熱溫度而確立的，因此選用時(shí)應(yīng)特別注意其適用范圍，以免造成不必要的損失。預(yù)熱溫度過高，不僅增加成本，而且會(huì)使焊工的勞動(dòng)條件惡化。因此，在能滿足工藝要求的條件下，應(yīng)盡可能采用較低的預(yù)熱溫度。在對多層焊構(gòu)件進(jìn)行層間加熱時(shí)，為防止延遲裂紋產(chǎn)生，其層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度，否則不能有效防止延遲裂紋的產(chǎn)生。
2.后熱處理
后熱處理是在焊接停止后，立即用預(yù)熱裝置加熱焊件或焊接區(qū)，并保持一定時(shí)間。其目的是使焊縫金屬中的氫充分逸出，防止裂紋的產(chǎn)生。實(shí)際應(yīng)用中，對強(qiáng)度等級(jí)較高的低合金鋼和厚度較大的焊接構(gòu)件，后熱處理防止裂紋產(chǎn)生的效果更為明顯。
選擇合理的后熱處理溫度，可在一定程度上降低預(yù)熱溫度（一般可降低50 ℃），甚至取消預(yù)熱。降低預(yù)熱溫度有利于改善工人的勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，同時(shí)可減少因預(yù)熱溫度過高而產(chǎn)生熱裂紋等缺陷的機(jī)會(huì)。
一般情況下，后熱處理的溫度越高，所需的保溫時(shí)間就越短。為避免國內(nèi)一些常見低合金高強(qiáng)鋼（包括抗拉強(qiáng)度在800 MPa以下的調(diào)質(zhì)鋼）后熱處理時(shí)產(chǎn)生裂紋，后熱處理溫度和時(shí)間應(yīng)選擇適宜（參考焊接手冊的試驗(yàn)數(shù)據(jù)）。
3.焊后熱處理
焊后熱處理是在焊接構(gòu)件焊接完成后，對其進(jìn)行整體或局部熱處理。其目的是改善金屬的組織和性能，降低焊接殘余應(yīng)力，軟化焊接熱影響區(qū)的淬硬組織，提高焊接接頭韌性以及結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性。根據(jù)焊后熱處理目的不同，可將其分為去除應(yīng)力熱處理、焊后退火、正火、淬火、低溫去除應(yīng)力等。
焊后熱處理對低碳鋼等鋼材有提高其韌性的作用，但對一些高強(qiáng)度鋼可能會(huì)有降低其韌性作用。對于調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼，若熱處理溫度超過回火溫度，材料就會(huì)失去原有的調(diào)質(zhì)效果，從而導(dǎo)致鋼材強(qiáng)度和韌性下降。
此外， 在對焊接構(gòu)件進(jìn)行整體熱處理時(shí)，必須確保加熱溫度的均勻性，并嚴(yán)格控制熱處理工藝過程。否則，不但不能減小殘余應(yīng)力，而還可能因溫度不均勻而使應(yīng)力增大。
盡管焊接構(gòu)件的熱處理工藝較為復(fù)雜，只要目的明確，方法得當(dāng)，對不利的影響因素做到防范于蔚然，就一定能夠制造出合格的產(chǎn)品。 |
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