對于用同質焊接材料焊接馬氏體不銹鋼管時,預熱是防止冷裂紋的重要措施,鋼的淬硬性愈大,焊接接頭的拘束度也愈大,則預熱溫度應選高些,一般為160~320℃。多層焊時仍需保持道間溫度,焊后還要進行熱處理。


  不論采用(yong)焊(han)條電(dian)弧焊(han)、熔化極氣體(ti)保護焊(han)還(huan)是埋弧焊(han)等(deng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法,焊(han)前均需(xu)(xu)預(yu)熱,預(yu)熱溫度(du)與(yu)(yu)鋼(gang)中碳含(han)量有關,詳見表(biao)6-1。馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)管焊(han)后(hou)(hou)需(xu)(xu)要熱處(chu)(chu)理,焊(han)后(hou)(hou)熱處(chu)(chu)理的(de)(de)作用(yong)是消除或降(jiang)低殘余(yu)(yu)應力,降(jiang)低焊(han)縫(feng)金屬與(yu)(yu)熱影響(xiang)區的(de)(de)硬度(du),改善焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)韌性,同時減少焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)殘余(yu)(yu)應力。對于剛度(du)小的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)件,焊(han)后(hou)(hou)可以在冷至室溫后(hou)(hou)再熱處(chu)(chu)理。對于大厚度(du)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)件,特別是鋼(gang)材中含(han)碳量較高時,需(xu)(xu)要采用(yong)復雜的(de)(de)熱處(chu)(chu)理工藝。



一、預熱(re)溫度的選擇(ze)


  焊接馬氏(shi)體不銹鋼(gang)管時(shi),若(ruo)選用與母材金屬成分相同的(de)焊接材料時(shi),為了防止焊接接頭形(xing)成冷裂(lie)紋,焊前必須(xu)預熱。預熱溫度一(yi)般在200~320℃,且最好不要高于該鋼(gang)號的(de)馬氏(shi)體開始轉變溫度。


  預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)的選擇(ze)與(yu)材料厚度(du)(du)、填充金屬種類、焊接(jie)方法和構件(jian)的拘束程度(du)(du)有關。其中與(yu)鋼的碳(tan)(tan)含量(liang)關系最大(da);當(dang)碳(tan)(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)(shu)小于(yu)0.1%時,預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)可小于(yu)200℃;當(dang)碳(tan)(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)(shu)為0.1%~0.2%時,預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)為200~250℃;當(dang)碳(tan)(tan)的質量(liang)分數(shu)(shu)(shu)大(da)于(yu)0.2%時,除預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)要(yao)適當(dang)提(ti)高外,還必須考慮保證多層焊時的道間溫(wen)(wen)度(du)(du)。


  馬氏(shi)體型(xing)不銹鋼(gang)的預(yu)熱溫(wen)度(du)不宜過高,否則將(jiang)使奧氏(shi)體晶(jing)粒粗(cu)大(da),并且(qie)隨冷卻速度(du)降低,還會形成粗(cu)大(da)鐵素體加晶(jing)界(jie)碳化物(wu)組(zu)織,使焊接接頭塑性和(he)強(qiang)度(du)均有所下降。



二(er)、焊后回火熱處(chu)理和后熱處(chu)理


  在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)+回火(huo)即(ji)調質(zhi)狀態下進行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)焊(han)(han)件焊(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)采用(yong)回火(huo)處(chu)(chu)理(li)(li)。焊(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(回火(huo)處(chu)(chu)理(li)(li))前對焊(han)(han)件溫度(du)(du)有嚴格(ge)的(de)(de)(de)要求,焊(han)(han)件焊(han)(han)后不可隨意(yi)從(cong)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)溫度(du)(du)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)升溫進行回火(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。這是(shi)因為(wei)在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中形成(cheng)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)尚(shang)未完全轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti),其未分解的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)在(zai)(zai)立即(ji)升溫到回火(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)過程(cheng)中,會(hui)發生珠光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian),或(huo)者碳化物(wu)(wu)沿奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)晶(jing)界沉(chen)淀,產生粗大鐵素(su)體(ti)加(jia)碳化物(wu)(wu)組織(zhi),從(cong)而嚴重地降低焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)韌性,也(ye)影(ying)(ying)響強度(du)(du),可能造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)脆斷,且降低耐蝕能力。如果焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭焊(han)(han)后空冷到室溫后再進行熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li),則馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)耐熱(re)鋼會(hui)出(chu)現空氣淬(cui)硬(ying)傾向,造成(cheng)常溫塑性降低,并且在(zai)(zai)常溫下殘留的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)將繼續(xu)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭變(bian)得又(you)硬(ying)又(you)脆,組織(zhi)應(ying)力也(ye)隨之(zhi)增大;若再加(jia)上擴(kuo)散氫的(de)(de)(de)聚(ju)集,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭就有可能產生冷裂紋(wen)。正確的(de)(de)(de)方(fang)法是(shi):回火(huo)前使焊(han)(han)件適(shi)當冷卻,讓焊(han)(han)縫(feng)和熱(re)影(ying)(ying)響區的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)基本(ben)分解為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。


  對于剛度大(da)的(de)焊接(jie)構件(jian),特別是碳(tan)含量較高(gao)時(shi),需要(yao)進行準確的(de)后熱處(chu)理:焊接(jie)區空(kong)冷至100~150℃,立(li)即在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度保(bao)溫(wen)(wen)1~2h。其目(mu)的(de)有兩個:一是讓(rang)奧氏(shi)體(ti)(ti)充分(fen)分(fen)解為馬氏(shi)體(ti)(ti),又不至于立(li)即過分(fen)脆化(hua);二是使焊縫中氫向(xiang)外擴散,起到(dao)消氫作用。然后加熱至回(hui)火(huo)溫(wen)(wen)度,適當保(bao)溫(wen)(wen),使馬氏(shi)體(ti)(ti)充分(fen)回(hui)火(huo),得到(dao)理想的(de)回(hui)火(huo)組(zu)織。


  回火溫度一般選在650~750℃,至少保溫1h后空冷。或者按每30mm厚的焊縫保溫1h,隨后空冷。有關焊后熱處理回火溫度對12Cr13(1Cr13)和20Cr13(2Cr13)鋼焊接熱影響區脆性的影響見表6-2。對于剛度小的焊接構件,焊后可冷至室溫后再進行回火熱處理。


  對于焊后(hou)需(xu)要機械加(jia)工的(de)構(gou)件(jian),為了得(de)到最低硬(ying)度,必須采用高溫(wen)退火,退火溫(wen)度為830~880℃,保(bao)溫(wen)2h后(hou)隨爐冷(leng)(leng)至(zhi)650℃,然后(hou)空冷(leng)(leng)。



三、調質熱(re)處理(li)


  高(gao)鉻馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)管一般在淬火(huo)(huo)+回火(huo)(huo)的調質狀態(tai)下(xia)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),焊(han)(han)(han)后(hou)經高(gao)溫回火(huo)(huo)處(chu)理,使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有良好的力學性能。如(ru)果鋼(gang)材在退火(huo)(huo)狀態(tai)下(xia)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),會出現不(bu)均(jun)勻(yun)的馬(ma)氏體組織(zhi),因此,整個焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)構件焊(han)(han)(han)后(hou)還需進(jin)行(xing)調質處(chu)理,使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有均(jun)勻(yun)的性能。






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