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材料焊接后热处理的必要性
更新时间:2023-12-30 点击次数:332次

焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布,焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的,所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。

消除残余应力的***通用的方法是高温回火,即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间,利用材料在高温下屈服******的降低,使内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低。


热处理方法的选择

焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变******的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。

焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,需要细化晶粒,故采用正火处理。

然而单一的正火不能消除残余应力,故需再加高温回火以消除应力。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接,其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。

绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快,力求内外壁均匀。


压力容器采用的热处理方法

压力容器采用的热处理方法有两类:一类为改善机械性能的热处理;一类为焊后热处理(PWHT)。广义地说,焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理。

具体内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力、析出热处理等。

狭义地说,焊后热处理仅指消除应力退火,即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响,从而对焊接区及有关部位在金属相变温度点以下均匀而又充分地加热,然后又均匀冷却的过程。许多情况下所讨论的焊后热处理实质上就是焊后消除应力热处理。


焊后热处理目的

1、松弛焊接残余应力。

2、稳定结构的形状和尺寸,减少畸变。

3、改善母材、焊接接头的性能,包括:

a.提高焊缝金属的塑性。

b.降低热影响区硬度。

c.提高断裂韧性。

d.改善疲劳强度。

e.恢复或提高冷成型中降低的屈服强度。

4、提高抗应力腐蚀的能力。

5、进一步释放焊缝金属中的有害气体,尤其是氢,防止延迟裂纹的发生。


PWHT必要性的判断

压力容器有无焊后热处理的必要,在设计上应加以明确规定,现行的压力容器设计规范对此有要求。

焊制的压力容器,焊接区存在着较大的残余应力,而残余应力的不利影响。在一定的条件下才表现出来。当残余应力与焊缝中的氢相结合时,将促使热影响区硬化,导致冷裂纹和延迟裂纹的产生。

残存在焊缝中的静应力或负载运行中的动载应力与介质的腐蚀作用相结合时,将有可能引起裂纹状腐蚀,即所谓应力腐蚀。焊接残余应力及由焊接引起的母材淬硬是产生应力腐蚀裂纹的重要因素。


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