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(bu)論采用焊(han)條電弧(hu)焊(han)、熔化極(ji)氣體保護焊(han)還(huan)是埋弧(hu)焊(han)等焊(han)接(jie)方法,焊(han)前均需(xu)預(yu)熱(re)(re),預(yu)熱(re)(re)溫度(du)(du)與(yu)鋼中碳(tan)含量(liang)有關,詳見(jian)表6-1。馬氏體不(bu)銹鋼管焊(han)后需(xu)要熱(re)(re)處(chu)理(li),焊(han)后熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)作用是消除或降(jiang)低殘(can)(can)余(yu)應(ying)力,降(jiang)低焊(han)縫金屬與(yu)熱(re)(re)影響區的(de)(de)(de)硬度(du)(du),改善焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)韌性,同時(shi)減少焊(han)接(jie)殘(can)(can)余(yu)應(ying)力。對于剛度(du)(du)小(xiao)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)構件(jian),焊(han)后可以在冷至(zhi)室溫后再熱(re)(re)處(chu)理(li)。對于大(da)厚度(du)(du)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)件(jian),特(te)別是鋼材中含碳(tan)量(liang)較高時(shi),需(xu)要采用復雜(za)的(de)(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)工藝。


一、預熱溫度的選(xuan)擇
焊接馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼管時,若選用與母(mu)材金屬成分(fen)相同的焊接材料時,為了防(fang)止焊接接頭形成冷裂紋,焊前(qian)必須(xu)預熱。預熱溫度一般在(zai)200~320℃,且最好不要高于該鋼號的馬(ma)(ma)氏(shi)體開始轉(zhuan)變(bian)溫度。
預熱溫度(du)的(de)(de)選(xuan)擇與(yu)材料厚度(du)、填充金屬種類(lei)、焊(han)接方法和構件(jian)的(de)(de)拘束(shu)程(cheng)度(du)有關。其中與(yu)鋼的(de)(de)碳(tan)含量(liang)關系最(zui)大;當碳(tan)的(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)小于0.1%時(shi)(shi),預熱溫度(du)可小于200℃;當碳(tan)的(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)為0.1%~0.2%時(shi)(shi),預熱溫度(du)為200~250℃;當碳(tan)的(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)大于0.2%時(shi)(shi),除預熱溫度(du)要適(shi)當提高外,還(huan)必(bi)須考慮保證多(duo)層焊(han)時(shi)(shi)的(de)(de)道間溫度(du)。
馬氏體型不(bu)銹鋼的預熱溫度(du)不(bu)宜過高,否則將(jiang)使奧氏體晶粒粗(cu)大(da),并且隨冷卻速度(du)降低,還會形(xing)成粗(cu)大(da)鐵(tie)素體加晶界碳(tan)化物組織,使焊接接頭塑性和強度(du)均有所下降。
二、焊(han)后(hou)回火熱處理和后(hou)熱處理
在(zai)淬火(huo)(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)(huo)即(ji)調質狀(zhuang)態下(xia)(xia)進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)的焊(han)(han)件(jian)(jian)焊(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)處(chu)(chu)理(li)采用回(hui)火(huo)(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li)。焊(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(回(hui)火(huo)(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li))前對焊(han)(han)件(jian)(jian)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度有(you)嚴格(ge)的要(yao)求(qiu),焊(han)(han)件(jian)(jian)焊(han)(han)后(hou)(hou)不可隨(sui)意從焊(han)(han)接(jie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度直接(jie)升溫(wen)(wen)(wen)(wen)進(jin)行(xing)回(hui)火(huo)(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)。這是因為在(zai)焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)中形成(cheng)的奧(ao)(ao)氏體尚(shang)未完(wan)全轉(zhuan)變(bian)成(cheng)馬氏體,其未分解(jie)的奧(ao)(ao)氏體在(zai)立即(ji)升溫(wen)(wen)(wen)(wen)到回(hui)火(huo)(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度的過程(cheng)中,會(hui)發生珠光體轉(zhuan)變(bian),或(huo)者碳化(hua)物沿奧(ao)(ao)氏體晶界沉淀,產(chan)生粗大鐵素(su)體加碳化(hua)物組織(zhi)(zhi),從而(er)嚴重地降(jiang)低(di)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的韌性,也(ye)影(ying)響強度,可能造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的脆(cui)斷,且降(jiang)低(di)耐蝕能力。如果焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)焊(han)(han)后(hou)(hou)空冷到室溫(wen)(wen)(wen)(wen)后(hou)(hou)再(zai)進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li),則馬氏體不銹耐熱(re)鋼(gang)會(hui)出現空氣淬硬傾向,造成(cheng)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)塑性降(jiang)低(di),并(bing)且在(zai)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)殘留的奧(ao)(ao)氏體將繼續轉(zhuan)變(bian)為馬氏體組織(zhi)(zhi),使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)變(bian)得又硬又脆(cui),組織(zhi)(zhi)應(ying)力也(ye)隨(sui)之增大;若再(zai)加上擴(kuo)散氫的聚集(ji),焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)就有(you)可能產(chan)生冷裂紋。正(zheng)確的方法是:回(hui)火(huo)(huo)(huo)前使焊(han)(han)件(jian)(jian)適當(dang)冷卻,讓焊(han)(han)縫(feng)和熱(re)影(ying)響區的奧(ao)(ao)氏體基本分解(jie)為馬氏體組織(zhi)(zhi)。
對(dui)于(yu)剛(gang)度大(da)的焊接(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:焊接(jie)區空冷(leng)至(zhi)(zhi)100~150℃,立即(ji)在此溫度保(bao)溫1~2h。其目(mu)的有兩個(ge):一是(shi)(shi)讓奧氏體充分分解為(wei)馬氏體,又不至(zhi)(zhi)于(yu)立即(ji)過分脆化;二(er)是(shi)(shi)使焊縫中氫(qing)向(xiang)外擴散,起(qi)到(dao)消(xiao)氫(qing)作(zuo)用。然后(hou)加熱至(zhi)(zhi)回火溫度,適當(dang)保(bao)溫,使馬氏體充分回火,得到(dao)理想(xiang)的回火組(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(dui)于焊后需(xu)要機械加(jia)工的構件(jian),為了得到最(zui)低硬度,必須采用高溫(wen)退火,退火溫(wen)度為830~880℃,保溫(wen)2h后隨爐冷至650℃,然后空冷。


三、調質熱處理(li)
高(gao)鉻馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)管一般在淬火+回火的調(diao)質狀態下(xia)進行焊(han)(han)接(jie),焊(han)(han)后經高(gao)溫回火處理(li),使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具(ju)有良好的力學性能(neng)。如果(guo)鋼(gang)材在退火狀態下(xia)焊(han)(han)接(jie),會(hui)出現不均(jun)(jun)勻的馬氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),因此,整個焊(han)(han)接(jie)構件焊(han)(han)后還需進行調(diao)質處理(li),使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具(ju)有均(jun)(jun)勻的性能(neng)。

