對于用同質焊接材料焊接馬氏體不(bu)銹鋼(gang)管(guan)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(bu)論采(cai)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、熔化(hua)極氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)還(huan)是埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)等焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)前(qian)均需預熱,預熱溫(wen)度與(yu)鋼(gang)中碳(tan)含量有關(guan),詳見表6-1。馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)管焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)需要(yao)熱處理(li)(li),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)熱處理(li)(li)的(de)作用是消除或降低殘余應力(li),降低焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)與(yu)熱影響區的(de)硬度,改善(shan)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)韌(ren)性,同時減少焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)殘余應力(li)。對于剛度小的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)構件,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)可(ke)以在(zai)冷(leng)至室溫(wen)后(hou)(hou)再熱處理(li)(li)。對于大(da)厚度的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)件,特別是鋼(gang)材中含碳(tan)量較高時,需要(yao)采(cai)用復雜(za)的(de)熱處理(li)(li)工藝。


一、預熱溫(wen)度的選擇
焊接(jie)(jie)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼管時,若選用(yong)與母材金屬(shu)成分相同的(de)焊接(jie)(jie)材料(liao)時,為了防止焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形成冷裂紋,焊前(qian)必須預熱(re)。預熱(re)溫度一般在200~320℃,且最好不(bu)要(yao)高于該鋼號的(de)馬氏(shi)體開始轉變溫度。
預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)的選擇(ze)與材料厚度(du)(du)、填充金屬種類(lei)、焊(han)接方法(fa)和(he)構件的拘束程度(du)(du)有關(guan)。其中與鋼的碳(tan)含(han)量關(guan)系(xi)最大(da);當(dang)碳(tan)的質量分(fen)數小于(yu)0.1%時,預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)可小于(yu)200℃;當(dang)碳(tan)的質量分(fen)數為(wei)0.1%~0.2%時,預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)200~250℃;當(dang)碳(tan)的質量分(fen)數大(da)于(yu)0.2%時,除預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)要適當(dang)提(ti)高外,還必須(xu)考慮(lv)保證多層焊(han)時的道間溫(wen)(wen)度(du)(du)。
馬氏體(ti)型不銹(xiu)鋼的預熱溫度(du)不宜(yi)過高,否則將使奧氏體(ti)晶(jing)粒(li)粗大,并(bing)且隨冷卻速度(du)降低,還會形(xing)成(cheng)粗大鐵素體(ti)加晶(jing)界(jie)碳化物組織(zhi),使焊(han)接接頭塑(su)性和強度(du)均有所下降。
二、焊(han)后(hou)(hou)回火熱處理和后(hou)(hou)熱處理
在(zai)淬(cui)火(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)即調質(zhi)狀態下(xia)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)件(jian)焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)熱(re)處(chu)理(li)采用(yong)回(hui)火(huo)(huo)處(chu)理(li)。焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)熱(re)處(chu)理(li)(回(hui)火(huo)(huo)處(chu)理(li))前對焊(han)(han)(han)件(jian)溫(wen)(wen)度有(you)嚴格的(de)(de)(de)要求,焊(han)(han)(han)件(jian)焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)不可隨意從焊(han)(han)(han)接(jie)溫(wen)(wen)度直接(jie)升(sheng)溫(wen)(wen)進(jin)行(xing)回(hui)火(huo)(huo)熱(re)處(chu)理(li)。這是因為(wei)在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程中形成(cheng)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體尚未完全轉變成(cheng)馬氏(shi)(shi)體,其未分(fen)解(jie)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體在(zai)立即升(sheng)溫(wen)(wen)到(dao)回(hui)火(huo)(huo)熱(re)處(chu)理(li)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)過(guo)程中,會發(fa)生珠光(guang)體轉變,或者碳(tan)化(hua)物(wu)沿(yan)奧氏(shi)(shi)體晶(jing)界沉淀,產生粗大鐵素(su)體加碳(tan)化(hua)物(wu)組(zu)(zu)織(zhi),從而嚴重地降低(di)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)韌性(xing),也(ye)影響(xiang)(xiang)強度,可能造成(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)脆斷,且降低(di)耐(nai)蝕能力。如果焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)空冷到(dao)室溫(wen)(wen)后(hou)(hou)(hou)再(zai)進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)理(li),則馬氏(shi)(shi)體不銹耐(nai)熱(re)鋼會出現空氣淬(cui)硬(ying)傾向,造成(cheng)常(chang)溫(wen)(wen)塑性(xing)降低(di),并且在(zai)常(chang)溫(wen)(wen)下(xia)殘留的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體將繼續轉變為(wei)馬氏(shi)(shi)體組(zu)(zu)織(zhi),使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭變得又硬(ying)又脆,組(zu)(zu)織(zhi)應力也(ye)隨之增大;若再(zai)加上擴散氫的(de)(de)(de)聚集,焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭就有(you)可能產生冷裂(lie)紋。正確的(de)(de)(de)方法是:回(hui)火(huo)(huo)前使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)件(jian)適(shi)當冷卻,讓焊(han)(han)(han)縫和熱(re)影響(xiang)(xiang)區的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體基本分(fen)解(jie)為(wei)馬氏(shi)(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)。
對(dui)于剛(gang)度大(da)的(de)(de)焊(han)接(jie)構(gou)件,特別(bie)是碳含量較(jiao)高時,需(xu)要(yao)進行準確的(de)(de)后(hou)熱處理:焊(han)接(jie)區空冷至100~150℃,立即在此溫(wen)度保(bao)溫(wen)1~2h。其目的(de)(de)有(you)兩個:一是讓奧氏體(ti)充(chong)分(fen)分(fen)解為(wei)馬(ma)氏體(ti),又不(bu)至于立即過分(fen)脆化;二是使焊(han)縫中氫向外(wai)擴(kuo)散(san),起到消(xiao)氫作(zuo)用。然后(hou)加熱至回(hui)火溫(wen)度,適當(dang)保(bao)溫(wen),使馬(ma)氏體(ti)充(chong)分(fen)回(hui)火,得到理想(xiang)的(de)(de)回(hui)火組(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(yu)焊后需要機械加工(gong)的(de)構件,為了得到(dao)最低(di)硬(ying)度,必須采用(yong)高溫(wen)退火,退火溫(wen)度為830~880℃,保溫(wen)2h后隨爐冷(leng)(leng)至650℃,然后空冷(leng)(leng)。


三、調質熱(re)處理
高(gao)鉻馬氏體不(bu)銹鋼(gang)管一(yi)般在淬火(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)的調質(zhi)狀(zhuang)態下進(jin)行焊接(jie),焊后(hou)經高(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)處理,使(shi)焊接(jie)接(jie)頭具有良好的力學性能。如果鋼(gang)材在退火(huo)(huo)狀(zhuang)態下焊接(jie),會出現不(bu)均(jun)勻的馬氏體組織(zhi),因此,整(zheng)個焊接(jie)構件(jian)焊后(hou)還(huan)需進(jin)行調質(zhi)處理,使(shi)焊接(jie)接(jie)頭具有均(jun)勻的性能。

