對于用同質焊接材料焊接馬氏體不銹鋼(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(lun)采(cai)用(yong)(yong)焊(han)條電弧(hu)焊(han)、熔(rong)化極氣體(ti)保護焊(han)還是埋弧(hu)焊(han)等(deng)焊(han)接(jie)方(fang)法,焊(han)前均需(xu)(xu)預熱(re)(re),預熱(re)(re)溫(wen)度與(yu)鋼中(zhong)碳含(han)量(liang)有(you)關,詳見表6-1。馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)焊(han)后(hou)(hou)(hou)需(xu)(xu)要(yao)熱(re)(re)處理(li),焊(han)后(hou)(hou)(hou)熱(re)(re)處理(li)的(de)作用(yong)(yong)是消除或降低(di)殘(can)余應(ying)力,降低(di)焊(han)縫金屬與(yu)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)硬度,改(gai)善焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)韌性,同時(shi)減少焊(han)接(jie)殘(can)余應(ying)力。對于剛度小的(de)焊(han)接(jie)構件,焊(han)后(hou)(hou)(hou)可以在冷至室溫(wen)后(hou)(hou)(hou)再(zai)熱(re)(re)處理(li)。對于大厚度的(de)焊(han)接(jie)件,特別是鋼材中(zhong)含(han)碳量(liang)較高(gao)時(shi),需(xu)(xu)要(yao)采(cai)用(yong)(yong)復雜(za)的(de)熱(re)(re)處理(li)工藝。



一、預熱溫度的選擇(ze)


  焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)馬氏體不銹鋼管時,若選(xuan)用與母(mu)材(cai)金屬(shu)成分相同的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)時,為了(le)防止焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭形成冷裂紋(wen),焊(han)(han)前必須預(yu)熱(re)。預(yu)熱(re)溫度一般在(zai)200~320℃,且最好不要高于該(gai)鋼號的馬氏體開始轉變溫度。


  預(yu)熱(re)溫度的(de)選擇與材料厚度、填(tian)充金屬種類、焊(han)接方法和構(gou)件的(de)拘束程度有關。其(qi)中(zhong)與鋼的(de)碳(tan)含量(liang)(liang)關系最大;當碳(tan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)小于0.1%時,預(yu)熱(re)溫度可小于200℃;當碳(tan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)為0.1%~0.2%時,預(yu)熱(re)溫度為200~250℃;當碳(tan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)大于0.2%時,除預(yu)熱(re)溫度要適當提高外,還(huan)必須考慮保證多層焊(han)時的(de)道間溫度。


  馬氏體(ti)(ti)型不銹鋼的預熱溫度(du)不宜過高,否則將使(shi)奧氏體(ti)(ti)晶粒粗大,并且(qie)隨(sui)冷卻速度(du)降低,還會形成(cheng)粗大鐵素(su)體(ti)(ti)加晶界碳化(hua)物組(zu)織,使(shi)焊接接頭(tou)塑性(xing)和強度(du)均(jun)有所(suo)下降。



二(er)、焊后(hou)(hou)回火(huo)熱處理和(he)后(hou)(hou)熱處理


  在淬(cui)火(huo)(huo)(huo)+回火(huo)(huo)(huo)即(ji)調質(zhi)狀(zhuang)態下進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)件(jian)焊(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)采(cai)用回火(huo)(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li)(li)。焊(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(回火(huo)(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li)(li))前對焊(han)(han)(han)件(jian)溫(wen)度(du)(du)(du)有嚴(yan)格的(de)(de)(de)要求,焊(han)(han)(han)件(jian)焊(han)(han)(han)后不可(ke)隨(sui)意從焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)直接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)升溫(wen)進行(xing)回火(huo)(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。這是(shi)因為在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過程中形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)尚未(wei)完全轉變(bian)成(cheng)(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti),其未(wei)分(fen)解的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)在立即(ji)升溫(wen)到回火(huo)(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)過程中,會發生珠光(guang)體(ti)轉變(bian),或(huo)者碳(tan)(tan)化物沿奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶界沉淀,產生粗大鐵素體(ti)加碳(tan)(tan)化物組(zu)織(zhi),從而嚴(yan)重地降(jiang)低焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)韌性(xing),也(ye)影響(xiang)強度(du)(du)(du),可(ke)能造(zao)成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)脆斷,且(qie)降(jiang)低耐(nai)(nai)蝕能力(li)。如果焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)焊(han)(han)(han)后空(kong)冷(leng)到室溫(wen)后再進行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li),則(ze)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹耐(nai)(nai)熱(re)鋼會出現(xian)空(kong)氣淬(cui)硬(ying)傾向,造(zao)成(cheng)(cheng)常溫(wen)塑(su)性(xing)降(jiang)低,并且(qie)在常溫(wen)下殘留的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)將繼續(xu)轉變(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi),使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)變(bian)得又(you)硬(ying)又(you)脆,組(zu)織(zhi)應力(li)也(ye)隨(sui)之增大;若再加上(shang)擴散(san)氫的(de)(de)(de)聚集,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)就(jiu)有可(ke)能產生冷(leng)裂(lie)紋。正確(que)的(de)(de)(de)方(fang)法是(shi):回火(huo)(huo)(huo)前使焊(han)(han)(han)件(jian)適當冷(leng)卻,讓(rang)焊(han)(han)(han)縫和熱(re)影響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基本分(fen)解為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)。


  對(dui)于剛度(du)大的焊接構件,特別是碳含量較(jiao)高(gao)時(shi),需要(yao)進行準確的后(hou)熱處理:焊接區(qu)空(kong)冷至100~150℃,立(li)即在此(ci)溫度(du)保溫1~2h。其目(mu)的有兩(liang)個(ge):一是讓奧(ao)氏(shi)體(ti)充(chong)分分解為馬氏(shi)體(ti),又不至于立(li)即過分脆化;二(er)是使焊縫中氫向外擴(kuo)散,起到消(xiao)氫作用。然后(hou)加熱至回火溫度(du),適當保溫,使馬氏(shi)體(ti)充(chong)分回火,得到理想的回火組織。


  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(yu)焊后(hou)(hou)需要機械加工的(de)構(gou)件,為了得到最低硬(ying)度,必(bi)須(xu)采用高溫(wen)退火,退火溫(wen)度為830~880℃,保溫(wen)2h后(hou)(hou)隨爐(lu)冷至(zhi)650℃,然后(hou)(hou)空冷。



三、調質熱處(chu)理


  高鉻(ge)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)管一般在(zai)淬火+回(hui)火的調質狀態下(xia)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)接,焊(han)(han)后經(jing)高溫回(hui)火處(chu)理(li),使焊(han)(han)接接頭(tou)具(ju)有(you)良好的力學性能(neng)。如果鋼(gang)(gang)材在(zai)退火狀態下(xia)焊(han)(han)接,會出(chu)現不(bu)均(jun)勻(yun)的馬氏(shi)體組織,因此(ci),整個焊(han)(han)接構件焊(han)(han)后還需進(jin)行(xing)(xing)調質處(chu)理(li),使焊(han)(han)接接頭(tou)具(ju)有(you)均(jun)勻(yun)的性能(neng)。






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