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(yīng)力防止變形也就是說可以松弛焊接殘余應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸和形狀。焊后熱處理也可以改善母材,焊接區(qū)結(jié)構(gòu)件的性能:具體說:可以軟化熱影響區(qū),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(qiáng)度。
焊后的熱處理工藝如何使用不當(dāng),反而會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(jié)。焊接接頭焊后熱處理應(yīng)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(yīng)力,高溫回火可以解決因焊接和變形給壓力容器質(zhì)量帶來的不良影響。
1、焊后熱處理可以松弛焊接殘余應(yīng)力
隨著熱處理溫度升高和保溫時間延長,焊接區(qū)殘余應(yīng)力相應(yīng)降低,當(dāng)溫度升高到超過550℃,殘余應(yīng)力可以認(rèn)為完全消除。不過保溫時間影響不如溫度升高影響來的明顯。
2、焊接接頭熱影響區(qū)淬硬區(qū)軟化
由于殘余應(yīng)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(qū)軟化。
3、焊接接頭氫減少
熱處理時,焊接接頭溫度升高,氫不斷增加擴(kuò)散速度,向外逸出,一般說在加熱300℃以下,保溫2—4小時,可達(dá)到區(qū)氫目的,何況加熱到550—650℃時,去氫目的完全達(dá)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(qiáng)度響與熱處理溫度和保溫時間有關(guān),熱處理溫度越高,保溫時間越長,焊縫金屬常溫抗拉強(qiáng)度就越低,并且合金成份含量越高,碳當(dāng)量越大,強(qiáng)度降低的比率也越大。
5、對焊縫金屬沖擊韌性影響
過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(dāng)?shù)煤负鬅崽幚砜梢蕴岣邲_擊韌性。對某些高度強(qiáng)度鋼會經(jīng)過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,保溫時間越長,脫碳層狂度越大,這是因?yàn)樘蓟镄纬蓵r元素含量不等,引起碳擴(kuò)散,碳向含量低一側(cè)擴(kuò)散,產(chǎn)生脫碳層,異種鋼接頭尤為嚴(yán)重。
回火是將焊件加熱到500—650℃時,碳化物進(jìn)一步聚集,得到鐵素體和細(xì)粒滲碳體的混合物組織一回火索氏體,稱高溫回火,所得組織有良好強(qiáng)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(xì)化晶粒。單一正火不能消除焊后殘余應(yīng)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(nèi)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,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(jī)械性能,消除加工硬化。固熔熱處理應(yīng)整體均勻加熱,不采取局部加熱法。
為了達(dá)到預(yù)期焊后熱處理效果,一定要認(rèn)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(shù):
a、焊件進(jìn)爐時爐內(nèi)溫度,
b、加熱時溫度上限和下限,
c、加熱速度上限和下限,
d、保溫時間上限和下限,
e、冷卻速度上、下限,
f、出爐溫度,
g、升溫過程被加熱焊件各部位溫差,
h、保溫時被加熱焊件的各部位溫差,
i、爐內(nèi)氣氛。由此可見影響熱處理因素很多,選擇應(yīng)持慎重態(tài)度,不可隨意選取。