對于用同質焊接材料焊接馬氏體不銹(xiu)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(cai)用(yong)焊(han)條電弧(hu)焊(han)、熔化極氣體保護焊(han)還(huan)是(shi)(shi)埋弧(hu)焊(han)等焊(han)接(jie)方法,焊(han)前均需預熱,預熱溫(wen)度(du)與鋼(gang)中碳含(han)量(liang)有(you)關,詳見表(biao)6-1。馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)管焊(han)后需要(yao)熱處理,焊(han)后熱處理的(de)作用(yong)是(shi)(shi)消除或降低殘(can)余應(ying)力,降低焊(han)縫金屬(shu)與熱影(ying)響區的(de)硬度(du),改善(shan)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)韌(ren)性(xing),同時減(jian)少焊(han)接(jie)殘(can)余應(ying)力。對于剛度(du)小的(de)焊(han)接(jie)構件(jian),焊(han)后可以在冷(leng)至室溫(wen)后再熱處理。對于大厚度(du)的(de)焊(han)接(jie)件(jian),特別(bie)是(shi)(shi)鋼(gang)材中含(han)碳量(liang)較高時,需要(yao)采(cai)用(yong)復雜(za)的(de)熱處理工藝。



一、預熱(re)溫度的選(xuan)擇(ze)


  焊接馬氏體不銹鋼管(guan)時,若選用與母材金屬成(cheng)分(fen)相同的焊接材料(liao)時,為了防(fang)止焊接接頭形成(cheng)冷(leng)裂紋,焊前必須(xu)預熱(re)。預熱(re)溫度(du)一(yi)般(ban)在(zai)200~320℃,且(qie)最(zui)好不要(yao)高于該鋼號的馬氏體開始(shi)轉變(bian)溫度(du)。


  預(yu)熱(re)溫度(du)(du)的選擇與(yu)材料厚(hou)度(du)(du)、填充金屬種類(lei)、焊(han)接方法和構件(jian)的拘束程度(du)(du)有關(guan)(guan)。其中(zhong)與(yu)鋼的碳含(han)量(liang)關(guan)(guan)系最大;當(dang)碳的質(zhi)量(liang)分(fen)數小(xiao)于(yu)0.1%時,預(yu)熱(re)溫度(du)(du)可(ke)小(xiao)于(yu)200℃;當(dang)碳的質(zhi)量(liang)分(fen)數為0.1%~0.2%時,預(yu)熱(re)溫度(du)(du)為200~250℃;當(dang)碳的質(zhi)量(liang)分(fen)數大于(yu)0.2%時,除預(yu)熱(re)溫度(du)(du)要適當(dang)提(ti)高外,還(huan)必須考慮保證多層焊(han)時的道間(jian)溫度(du)(du)。


  馬(ma)氏體(ti)型不(bu)銹鋼的預熱溫度不(bu)宜過(guo)高,否則將(jiang)使(shi)奧(ao)氏體(ti)晶(jing)粒粗(cu)大(da),并(bing)且隨冷卻速度降(jiang)低,還會形成粗(cu)大(da)鐵素(su)體(ti)加晶(jing)界碳(tan)化物組織(zhi),使(shi)焊接接頭塑性(xing)和強(qiang)度均有所下降(jiang)。



二、焊后回火熱處理和后熱處理


  在(zai)淬火(huo)+回(hui)火(huo)即(ji)調質狀(zhuang)態下進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)件焊(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)采用回(hui)火(huo)處理(li)(li)。焊(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)(回(hui)火(huo)處理(li)(li))前對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)件溫(wen)度有嚴(yan)格(ge)的(de)(de)要(yao)求,焊(han)(han)(han)(han)(han)件焊(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)不可(ke)隨(sui)意(yi)從焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)溫(wen)度直接(jie)(jie)升(sheng)溫(wen)進(jin)(jin)行回(hui)火(huo)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)。這是因(yin)為(wei)(wei)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)(cheng)中形成的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)尚(shang)未(wei)完全轉變成馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti),其未(wei)分解的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)在(zai)立(li)即(ji)升(sheng)溫(wen)到(dao)(dao)回(hui)火(huo)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)溫(wen)度的(de)(de)過程(cheng)(cheng)中,會發生珠光(guang)體(ti)轉變,或者碳(tan)化物沿奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)晶界沉淀(dian),產生粗大鐵素體(ti)加碳(tan)化物組織(zhi),從而嚴(yan)重地降低(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)韌性,也影(ying)響(xiang)強度,可(ke)能(neng)造(zao)成焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)脆(cui)斷,且降低(di)耐蝕能(neng)力。如果焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)焊(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)空冷到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)后(hou)再(zai)進(jin)(jin)行熱(re)(re)(re)處理(li)(li),則馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)耐熱(re)(re)(re)鋼會出現空氣淬硬傾向,造(zao)成常溫(wen)塑性降低(di),并(bing)且在(zai)常溫(wen)下殘留(liu)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)將繼續轉變為(wei)(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)變得又硬又脆(cui),組織(zhi)應力也隨(sui)之增大;若再(zai)加上擴散氫的(de)(de)聚集,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)就有可(ke)能(neng)產生冷裂(lie)紋。正確的(de)(de)方法是:回(hui)火(huo)前使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)件適(shi)當冷卻,讓焊(han)(han)(han)(han)(han)縫和熱(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)區的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)基本分解為(wei)(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。


  對于(yu)(yu)剛度大的焊(han)接(jie)構件,特別是(shi)(shi)碳含(han)量較高時,需要進行準確的后(hou)熱處(chu)理:焊(han)接(jie)區空冷至100~150℃,立即(ji)在此溫度保溫1~2h。其(qi)目的有兩個:一是(shi)(shi)讓奧氏體(ti)充分分解(jie)為馬氏體(ti),又不至于(yu)(yu)立即(ji)過(guo)分脆化;二(er)是(shi)(shi)使焊(han)縫中(zhong)氫(qing)(qing)向外擴散,起到消氫(qing)(qing)作用。然后(hou)加(jia)熱至回(hui)火溫度,適當(dang)保溫,使馬氏體(ti)充分回(hui)火,得到理想(xiang)的回(hui)火組織(zhi)。


  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)需要機械加工的構件,為了得(de)到最(zui)低硬(ying)度,必須(xu)采用高溫(wen)(wen)退(tui)火,退(tui)火溫(wen)(wen)度為830~880℃,保(bao)溫(wen)(wen)2h后(hou)隨爐冷(leng)至(zhi)650℃,然后(hou)空冷(leng)。



三、調質(zhi)熱(re)處(chu)理


  高鉻馬氏體不(bu)銹鋼管(guan)一(yi)般在淬火(huo)+回(hui)火(huo)的(de)調質狀態下(xia)進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),焊(han)(han)后經高溫(wen)回(hui)火(huo)處理,使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)具有良好的(de)力學性能。如果鋼材(cai)在退火(huo)狀態下(xia)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),會出(chu)現不(bu)均(jun)勻的(de)馬氏體組(zu)織,因此,整個焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)構件焊(han)(han)后還需進行(xing)調質處理,使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)具有均(jun)勻的(de)性能。






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