壓力容器焊接后的回火、正火、固熔、去氫等熱處理操作可消除殘余應力防止變形也就是說(shuō)可以松弛焊接殘余應力,穩定尺寸和形狀。焊后熱處理也可以改善母材,焊接區結構件的性能:具體說(shuō):可以軟化熱影響區,增加焊縫金屬延性,提高斷裂韌性,排出有害其如氫,提高抗腐蝕性能,改善蠕變性能和提高疲勞強度。
焊后的熱處理工藝如何使用不當,反而會(huì )使焊接接頭性能降低。因此焊后熱處理成為眼里容器制造重要環(huán)節。焊接接頭焊后熱處理應用較廣的是高溫回火、正火及固熔及退火處理。使用壓力容器退火爐可能消除應力,高溫回火可以解決因焊接和變形給壓力容器質(zhì)量帶來(lái)的不良影響。
1、焊后熱處理可以松弛焊接殘余應力
隨著(zhù)熱處理溫度升高和保溫時(shí)間延長(cháng),焊接區殘余應力相應降低,當溫度升高到超過(guò)550℃,殘余應力可以認為完全消除。不過(guò)保溫時(shí)間影響不如溫度升高影響來(lái)的明顯。
2、焊接接頭熱影響區淬硬區軟化
由于殘余應力大大降低,回火改善了金相組織,提高塑性和韌性,故而淬硬性降低,使焊接接頭淬硬區軟化。
3、焊接接頭氫減少
熱處理時(shí),焊接接頭溫度升高,氫不斷增加擴散速度,向外逸出,一般說(shuō)在加熱300℃以下,保溫2—4小時(shí),可達到區氫目的,何況加熱到550—650℃時(shí),去氫目的完全達到。
4、對焊縫金屬抗拉度的影響
焊后熱處理,對焊縫金屬抗拉強度響與熱處理溫度和保溫時(shí)間有關(guān),熱處理溫度越高,保溫時(shí)間越長(cháng),焊縫金屬常溫抗拉強度就越低,并且合金成份含量越高,碳當量越大,強度降低的比率也越大。
5、對焊縫金屬沖擊韌性影響
過(guò)分的熱處理對任何鋼種都引起沖擊值下降。對Cr-Mo、Cr-Mo-V及絕大部分珠光體,馬氏體耐熱鋼恰當得焊后熱處理可以提高沖擊韌性。對某些高度強度鋼會(huì )經(jīng)過(guò)熱處理后沖擊值下降。對碳素鋼、Mn-Nb-Ni鋼,焊后熱處理后沖擊值基本無(wú)變化。
6、對脫碳層寬度影響
壓力容器熱處理溫度越高,保溫時(shí)間越長(cháng),脫碳層狂度越大,這是因為碳化物形成時(shí)元素含量不等,引起碳擴散,碳向含量低一側擴散,產(chǎn)生脫碳層,異種鋼接頭尤為嚴重。
回火是將焊件加熱到500—650℃時(shí),碳化物進(jìn)一步聚集,得到鐵素體和細粒滲碳體的混合物組織一回火索氏體,稱(chēng)高溫回火,所得組織有良好強度、彈性、塑性和韌性。
正火是將焊件加熱到Ac或Acm以上30—50℃,保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。目的改善組織,細化晶粒。單一正火不能消除焊后殘余應力。
固熔熱處理,將鋼加熱到920—1150℃并快速冷卻,使奧氏體焊接接頭在450—850℃內晶界析出碳化物或脆性相重新熔入奧氏體中去,將它快速固定下來(lái),以得到均勻固熔體。從而消除其晶間腐蝕。也提高焊接接頭耐蝕性、機械性能,消除加工硬化。固熔熱處理應整體均勻加熱,不采取局部加熱法。
為了達到預期焊后熱處理效果,一定要認真研究,選擇合適的焊后熱處理工藝是十分重要的。
焊后熱處理相關(guān)工藝參數:
a、焊件進(jìn)爐時(shí)爐內溫度,
b、加熱時(shí)溫度上限和下限,
c、加熱速度上限和下限,
d、保溫時(shí)間上限和下限,
e、冷卻速度上、下限,
f、出爐溫度,
g、升溫過(guò)程被加熱焊件各部位溫差,
h、保溫時(shí)被加熱焊件的各部位溫差,
i、爐內氣氛。由此可見(jiàn)影響熱處理因素很多,選擇應持慎重態(tài)度,不可隨意選取。