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。


  不論采用焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)、熔化極氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)還是(shi)埋弧(hu)焊(han)(han)等(deng)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa),焊(han)(han)前均需預(yu)熱,預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)與鋼(gang)中碳(tan)含量(liang)有關(guan),詳見(jian)表6-1。馬氏體(ti)不銹鋼(gang)管焊(han)(han)后需要熱處理(li),焊(han)(han)后熱處理(li)的(de)作(zuo)用是(shi)消除或降低殘余(yu)應(ying)力,降低焊(han)(han)縫金屬(shu)與熱影(ying)響區的(de)硬度(du)(du),改善焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)韌性,同時(shi)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應(ying)力。對于剛(gang)度(du)(du)小(xiao)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件(jian)(jian),焊(han)(han)后可以在冷至室溫(wen)后再熱處理(li)。對于大厚度(du)(du)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)件(jian)(jian),特別是(shi)鋼(gang)材中含碳(tan)量(liang)較高時(shi),需要采用復雜的(de)熱處理(li)工藝。



一、預熱溫度的選(xuan)擇


  焊(han)(han)接(jie)(jie)馬氏體不(bu)銹鋼管時,若(ruo)選用(yong)與母材(cai)金屬成分相同的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料時,為了防止焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形成冷裂紋,焊(han)(han)前必須預熱。預熱溫度(du)一(yi)般(ban)在200~320℃,且(qie)最好不(bu)要高于該鋼號的(de)馬氏體開始轉變溫度(du)。


  預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)選擇與材料厚(hou)度(du)(du)(du)、填充金屬種(zhong)類、焊(han)接方(fang)法(fa)和構件的(de)(de)(de)(de)拘(ju)束(shu)程度(du)(du)(du)有(you)關(guan)。其中與鋼的(de)(de)(de)(de)碳含量(liang)關(guan)系最大;當碳的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分數小(xiao)于0.1%時(shi),預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)可(ke)小(xiao)于200℃;當碳的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分數為0.1%~0.2%時(shi),預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)為200~250℃;當碳的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分數大于0.2%時(shi),除預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)要適(shi)當提高外,還必須考(kao)慮保證(zheng)多層焊(han)時(shi)的(de)(de)(de)(de)道間溫(wen)度(du)(du)(du)。


  馬氏體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)的預熱(re)溫度不宜過高,否則(ze)將(jiang)使(shi)奧氏體(ti)晶(jing)粒粗(cu)大,并且隨冷卻(que)速度降(jiang)低,還會形成粗(cu)大鐵素體(ti)加晶(jing)界(jie)碳化物組織,使(shi)焊接接頭(tou)塑性和強度均有所下降(jiang)。



二、焊后回火熱處理(li)和(he)后熱處理(li)


  在(zai)淬火(huo)+回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)即調質狀態(tai)下(xia)進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)件焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱處理(li)(li)采(cai)用回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)處理(li)(li)。焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱處理(li)(li)(回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)處理(li)(li))前(qian)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)件溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)有嚴(yan)格的(de)(de)要求,焊(han)(han)(han)(han)件焊(han)(han)(han)(han)后(hou)不(bu)(bu)可隨意從焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)直接(jie)(jie)(jie)(jie)升溫(wen)(wen)(wen)(wen)進(jin)行回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)熱處理(li)(li)。這(zhe)是(shi)因為在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中形成(cheng)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)尚未(wei)完全轉(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)馬氏(shi)(shi)體(ti),其(qi)未(wei)分解的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)在(zai)立即升溫(wen)(wen)(wen)(wen)到(dao)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)熱處理(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)過(guo)程中,會(hui)發生(sheng)(sheng)珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian),或者碳化(hua)物沿奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶界(jie)沉淀,產生(sheng)(sheng)粗大(da)鐵素(su)體(ti)加碳化(hua)物組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi),從而嚴(yan)重(zhong)地降(jiang)低(di)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)韌性,也影響強度(du),可能造成(cheng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)脆斷(duan),且降(jiang)低(di)耐蝕能力(li)。如果焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭焊(han)(han)(han)(han)后(hou)空冷(leng)到(dao)室溫(wen)(wen)(wen)(wen)后(hou)再進(jin)行熱處理(li)(li),則(ze)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹耐熱鋼會(hui)出現(xian)空氣淬硬傾向,造成(cheng)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)塑性降(jiang)低(di),并且在(zai)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)殘留(liu)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)將繼(ji)續轉(zhuan)變(bian)(bian)為馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi),使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭變(bian)(bian)得又(you)硬又(you)脆,組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)應力(li)也隨之增大(da);若(ruo)再加上擴散氫的(de)(de)聚(ju)集,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭就有可能產生(sheng)(sheng)冷(leng)裂紋。正確的(de)(de)方法是(shi):回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)前(qian)使焊(han)(han)(han)(han)件適當冷(leng)卻,讓焊(han)(han)(han)(han)縫和熱影響區的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基本分解為馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)。


  對(dui)于剛(gang)度大的(de)焊接構件,特別是(shi)碳含量較高時,需要進行(xing)準確的(de)后(hou)熱(re)處理:焊接區空冷至100~150℃,立即在此溫度保溫1~2h。其(qi)目的(de)有兩個:一是(shi)讓奧氏體(ti)充分(fen)分(fen)解(jie)為馬氏體(ti),又(you)不至于立即過分(fen)脆(cui)化;二(er)是(shi)使焊縫中(zhong)氫(qing)向外擴散(san),起到(dao)消(xiao)氫(qing)作用(yong)。然(ran)后(hou)加熱(re)至回(hui)火溫度,適(shi)當保溫,使馬氏體(ti)充分(fen)回(hui)火,得到(dao)理想的(de)回(hui)火組織。


  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。


  對于焊后需要(yao)機械加工的構件,為(wei)了得到最(zui)低硬度,必須(xu)采用(yong)高溫退火,退火溫度為(wei)830~880℃,保溫2h后隨爐冷至650℃,然(ran)后空(kong)冷。



三(san)、調質(zhi)熱處(chu)理


  高鉻馬(ma)氏體不銹鋼(gang)管(guan)一般(ban)在(zai)淬(cui)火+回火的調(diao)質狀態下進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)后經(jing)高溫回火處理,使(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)具有良好的力學性(xing)能(neng)。如(ru)果鋼(gang)材在(zai)退火狀態下焊(han)(han)(han)(han)接(jie),會出現不均勻(yun)(yun)的馬(ma)氏體組織,因此(ci),整個焊(han)(han)(han)(han)接(jie)構件(jian)焊(han)(han)(han)(han)后還(huan)需進行(xing)調(diao)質處理,使(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)具有均勻(yun)(yun)的性(xing)能(neng)。






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