焊接过程中的热处理

焊接过程中的热处理主要包括以下三个方面：

一，焊前预热，焊后缓冷

预热的作用为:预热能降低焊后冷却速度,而对于给定成分的钢种,焊缝及热影响区的组织和性能取决于冷却速度的大小。对于淬硬倾向大的钢,通过预热可以减小淬硬程度,防止产生焊接裂纹。另外,预热可以减小热影响区的温度差别,在较宽范围内得到比较均匀的温度分布,有助于减小因温度差别而造成的焊接应力。因此对于有硬倾向的钢材经常采用预热措施。对于铬镍奥氏体钢,预热使热影响区在危险温度区的停留时间增加,从而增大腐蚀倾向。因此,在焊接铬镍奥氏体不锈钢时,不可进行预热。

预热温度的选择应根据焊件的成分、结构刚度、焊接方法等因素综合考虑,并通过焊接性试验来确定。预热一般是在坡口两侧约80mm范围内均匀加热,加热宽度应大于5倍的板厚。常采用火焰加热、工频感应加热和红外线加热等方法。焊后将焊件保温缓冷,可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度,起到与预热相似的作用。

二，控制层间温度、后热温度

层间温度是指多层多道焊时,后一层(道)焊缝接前一层(道)焊缝的最低温度，但对于要求预热焊接的￠一般层间温度应等于或略高于预热温度。控制层间温度也是为了降低冷却速度,并能促使扩散氢逸出,有利于防止产生裂纹,但对于某些钢材,如奥氏体钢,为了防止晶间腐蚀,应控制层间温度不宜超过60℃。

后热的作用:焊后将焊件保温缓冷,可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度,起到与预热相似的作用。对于冷裂纹向性大的低合金高强度钢等材料,还有一种专门的后热处理,也称为氢处理,即在焊后立即将焊件加热到250～350℃温度范围,保温2～6h后空冷。消处理的目的主要是使焊缝金属中的扩散氢加速逸出,降低焊缝和热影响区中的含氢量,防止产生冷裂纹。对于焊后要求进行热处理的焊件,因为在热处理过程中可以达到除氢目的,不需要另作消氢处理,但是,焊后若不能立即热处理而焊件又必须及时除氢时,则需及时作消氢处理,否则焊件有可能在热处理前的放置期内产生裂纹。

后热的方法,除加热温度与预热所选取的温度有所不同外,后热的加热方法、加热区宽度、加热区域等与预热相同。

三，焊后热处理

焊后热处理是将焊件整体或局部加热保温,然后进行炉冷或空冷的一种处理方法。后热处理可以降低焊接残余应力,软化淬硬部位,改善焊缝和热影响区的组织和性能,提高焊接接头的塑性和韧性,稳定结构的尺寸。

最常用的焊后热处理是在600-650℃范围内的消除应力退火,以及低于Ac1点温度的高温回火。另外还有为改善铬镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的稳定化处理等。

在下列情况下需要考虑焊后热处理：

①母材金属强度等级较高,产生延迟裂纹倾向较大的普道低合金钢。②处在低温下工作的压力容器及其他焊接结构,特别是在脆性转变温度以下使用的压力容器。③承受交变载荷工作,有疲劳强度要求的构件。④大型受压容器。⑤有应力腐蚀和焊后要求几何尺寸稳定的焊接结构。