對于用同質焊接材料焊接馬氏體不銹鋼管(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。


  不論采用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)、熔化極氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)還是(shi)(shi)埋弧焊(han)(han)(han)等焊(han)(han)(han)接(jie)方法,焊(han)(han)(han)前均(jun)需(xu)預熱(re),預熱(re)溫度(du)與鋼中(zhong)(zhong)碳含量(liang)有關,詳見(jian)表(biao)6-1。馬氏體不銹鋼管焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)需(xu)要熱(re)處理(li),焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)處理(li)的作用(yong)是(shi)(shi)消除或(huo)降(jiang)(jiang)低殘余應(ying)力,降(jiang)(jiang)低焊(han)(han)(han)縫金屬與熱(re)影響區的硬度(du),改善焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的韌性,同時減少焊(han)(han)(han)接(jie)殘余應(ying)力。對于剛度(du)小的焊(han)(han)(han)接(jie)構(gou)件(jian)(jian),焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)可以在冷至室溫后(hou)(hou)再熱(re)處理(li)。對于大厚度(du)的焊(han)(han)(han)接(jie)件(jian)(jian),特別是(shi)(shi)鋼材(cai)中(zhong)(zhong)含碳量(liang)較高時,需(xu)要采用(yong)復雜的熱(re)處理(li)工藝。



一、預(yu)熱溫度的選擇


  焊(han)(han)接(jie)馬氏體不(bu)銹鋼管時,若選用與母(mu)材金屬(shu)成分相(xiang)同(tong)的焊(han)(han)接(jie)材料(liao)時,為了防止焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)形成冷裂紋,焊(han)(han)前必須預熱。預熱溫度一般(ban)在200~320℃,且最好不(bu)要高于該鋼號的馬氏體開(kai)始轉變溫度。


  預(yu)熱溫度(du)的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)與(yu)材(cai)料厚度(du)、填(tian)充金(jin)屬種類、焊接方法和構件(jian)的(de)(de)(de)(de)拘束程度(du)有關。其(qi)中與(yu)鋼的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)關系(xi)最大(da);當碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)小(xiao)于(yu)0.1%時(shi),預(yu)熱溫度(du)可小(xiao)于(yu)200℃;當碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)為0.1%~0.2%時(shi),預(yu)熱溫度(du)為200~250℃;當碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)大(da)于(yu)0.2%時(shi),除預(yu)熱溫度(du)要適(shi)當提高外(wai),還(huan)必須考慮(lv)保證多(duo)層焊時(shi)的(de)(de)(de)(de)道間溫度(du)。


  馬(ma)氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼的預熱溫度不宜過高,否則將使(shi)奧氏(shi)體(ti)晶粒粗大,并且(qie)隨冷卻速度降低,還會形成粗大鐵素體(ti)加晶界(jie)碳(tan)化(hua)物(wu)組織,使(shi)焊接(jie)接(jie)頭塑(su)性和強度均有所下降。



二、焊后回火熱處理和(he)后熱處理


  在淬火(huo)+回火(huo)即(ji)調質狀態下進行焊(han)(han)接的(de)(de)焊(han)(han)件焊(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處(chu)理(li)采用回火(huo)處(chu)理(li)。焊(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處(chu)理(li)(回火(huo)處(chu)理(li))前(qian)對焊(han)(han)件溫(wen)(wen)(wen)度有嚴格(ge)的(de)(de)要求,焊(han)(han)件焊(han)(han)后(hou)(hou)不(bu)可(ke)隨意從焊(han)(han)接溫(wen)(wen)(wen)度直接升溫(wen)(wen)(wen)進行回火(huo)熱(re)(re)處(chu)理(li)。這是(shi)因為在焊(han)(han)接過(guo)程中形成(cheng)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)尚(shang)未(wei)完全轉變(bian)成(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti),其未(wei)分解的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)在立即(ji)升溫(wen)(wen)(wen)到(dao)回火(huo)熱(re)(re)處(chu)理(li)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)過(guo)程中,會發(fa)生珠光(guang)體(ti)轉變(bian),或者碳化物沿奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶界沉淀,產(chan)生粗大(da)鐵素(su)體(ti)加(jia)碳化物組織(zhi),從而(er)嚴重地降(jiang)(jiang)低焊(han)(han)接接頭(tou)的(de)(de)韌性(xing),也影(ying)響強度,可(ke)能造(zao)成(cheng)焊(han)(han)接接頭(tou)的(de)(de)脆斷,且降(jiang)(jiang)低耐蝕能力(li)(li)。如果焊(han)(han)接接頭(tou)焊(han)(han)后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)到(dao)室溫(wen)(wen)(wen)后(hou)(hou)再(zai)進行熱(re)(re)處(chu)理(li),則馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹耐熱(re)(re)鋼會出現空(kong)氣淬硬(ying)傾向,造(zao)成(cheng)常溫(wen)(wen)(wen)塑性(xing)降(jiang)(jiang)低,并且在常溫(wen)(wen)(wen)下殘留的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)將繼續轉變(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),使焊(han)(han)接接頭(tou)變(bian)得又硬(ying)又脆,組織(zhi)應力(li)(li)也隨之增大(da);若再(zai)加(jia)上擴散(san)氫的(de)(de)聚集,焊(han)(han)接接頭(tou)就有可(ke)能產(chan)生冷(leng)裂紋。正(zheng)確的(de)(de)方(fang)法是(shi):回火(huo)前(qian)使焊(han)(han)件適當冷(leng)卻,讓(rang)焊(han)(han)縫和熱(re)(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基本(ben)分解為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。


  對于(yu)剛(gang)度大的(de)(de)焊接(jie)構件,特別是(shi)碳含量較(jiao)高時,需要進行準確(que)的(de)(de)后(hou)熱(re)處(chu)理:焊接(jie)區(qu)空冷至100~150℃,立即在此溫(wen)度保溫(wen)1~2h。其目(mu)的(de)(de)有兩個:一(yi)是(shi)讓奧(ao)氏體(ti)充分分解為馬氏體(ti),又(you)不(bu)至于(yu)立即過分脆化;二是(shi)使焊縫中氫向(xiang)外(wai)擴散,起(qi)到消氫作用(yong)。然后(hou)加熱(re)至回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度,適當保溫(wen),使馬氏體(ti)充分回(hui)(hui)火(huo)(huo),得到理想的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)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(han)后需要機械(xie)加工(gong)的構(gou)件,為了得到(dao)最低硬度,必須采用(yong)高溫退火,退火溫度為830~880℃,保溫2h后隨爐冷至650℃,然后空冷。



三、調質熱處理(li)


  高(gao)鉻馬氏體不銹(xiu)鋼管一般在淬火(huo)+回(hui)火(huo)的(de)調(diao)質(zhi)(zhi)狀態下進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)后(hou)經(jing)高(gao)溫回(hui)火(huo)處理,使(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有(you)良好的(de)力(li)學性(xing)能。如(ru)果(guo)鋼材在退火(huo)狀態下焊(han)(han)(han)(han)接(jie),會出現不均(jun)勻的(de)馬氏體組織,因此(ci),整個焊(han)(han)(han)(han)接(jie)構件焊(han)(han)(han)(han)后(hou)還(huan)需(xu)進(jin)(jin)行調(diao)質(zhi)(zhi)處理,使(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有(you)均(jun)勻的(de)性(xing)能。






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