核電產(chǎn)品焊后熱處理培訓(xùn)講義匯編

1、焊接件的焊后熱處理2009年5月13日項(xiàng)目名稱：焊后熱處理職業(yè)培訓(xùn)承擔(dān)(chngdn)單位：共二十三頁一、焊后熱處理的定義：焊后熱處理一般指焊接件的消除應(yīng)力退火和高溫回火，其熱處理工藝(gngy)是把焊接接頭均勻加熱到鋼材的A1以下某一適當(dāng)溫度，經(jīng)過保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝。焊后熱處理共二十三頁 二、焊后熱處理的作用 焊后熱處理可以使焊接殘余應(yīng)力松弛、釋放、消除；使淬硬區(qū)得到軟化，氫氣逸出，材料的缺口韌性提高，材料的機(jī)械性能和蠕變特性得到改善。 焊后熱處理可以防止焊接接頭的脆性破壞、應(yīng)力腐蝕裂紋(li wn)、氫蝕疲勞破壞等，還可避免焊接結(jié)構(gòu)在機(jī)械加工或時(shí)效時(shí)的變形。 焊后熱處理共二十三頁焊

2、后熱處理 焊后熱處理歸納起來有以下作用：1、消除應(yīng)力 以20MnNiMo鋼焊后熱處理對焊接區(qū)殘余應(yīng)力的影響(yngxing)，如下圖可以看出，退火溫度增高或保溫時(shí)間延長，焊接殘余應(yīng)力趨于降低。共二十三頁焊后熱處理2、降低焊接區(qū)的硬度 焊后熱處理還可軟化焊接區(qū)。下圖為焊后熱處理的回火參數(shù)(cnsh)P對20MnNiMo鋼焊接區(qū)的硬度影響?？梢钥闯?，由于焊后消除應(yīng)力的結(jié)果，部分塑性得到改善，硬度分布均勻化。共二十三頁焊后熱處理 P=T（20+logt）10-3 T=絕對溫度（K） t=回火保溫時(shí)間（h）3、促進(jìn)氫逸出 下圖為消應(yīng)力熱處理促使焊接區(qū)氫逸出的效果，它比預(yù)熱、后熱更徹底。如進(jìn)行6252h

3、處理，焊縫金屬中的氫明顯降低，可以完全防止氫致延遲裂紋(li wn)的產(chǎn)生。共二十三頁焊后熱處理共二十三頁焊后熱處理4、使組織穩(wěn)定 低合金鋼的焊態(tài)大多(ddu)呈淬硬組織，由于焊后熱處理的作用，使碳原子的擴(kuò)散能力增加，引起淬硬組織分解，碳化物析出，組織趨于穩(wěn)定，抑制了鋼材在高溫使用中的材質(zhì)變化。5、改善焊接結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能 焊后進(jìn)行合理的熱處理，焊接接頭軟化，接頭的塑性和韌性得到恢復(fù)。下圖為焊后熱處理的回火參數(shù)P對20MnNiMo鋼焊縫金屬的沖擊韌性的影響。由圖可以看出，當(dāng)回火參數(shù)增大到一定值之后，缺口韌性也將惡化，這是因?yàn)樵诤缚p金屬中有粗大的鐵素體析出。 所以焊后熱處理的回火參數(shù)選擇必須適當(dāng)，

4、并且需用焊接工藝評定和母材模擬熱處理的試樣來驗(yàn)證。共二十三頁焊后熱處理共二十三頁焊后熱處理6、改善焊接接頭的高溫性能 下表為20MnNiMo鋼焊縫金屬在不同熱處理狀態(tài)下的持久強(qiáng)度。由表中的數(shù)據(jù)(shj)可以看出，在較低的使用溫度下，焊態(tài)金屬的持久強(qiáng)度較好，而在高溫使用權(quán)用條件下，回火焊縫的持久強(qiáng)度要相對較好。 熱處理狀態(tài)對應(yīng)溫度的104h的持久強(qiáng)度對應(yīng)溫度的105h的持久強(qiáng)度450 500 550 600 450 500 550 焊態(tài) 625回火900 正火+665回火39227419626520613710811878293929343235157137127108396959共二十三頁焊后

5、熱處理下圖為20MnNiMo鋼手工(shugng)電弧焊縫金屬在不同熱處理溫度下的550 持久強(qiáng)度變化。1 610 2h，2 680 2h，3 830 2h共二十三頁焊后熱處理 三、RCCM對焊后熱處理的要求 1、熱處理參數(shù)的確定 a）熱處理根據(jù)下列因素確定： 熱處理工藝類型（回火、淬火、退火、熱化學(xué)表面處理、 其它熱處理）； 時(shí)間溫度轉(zhuǎn)變曲線所表示的熱循環(huán)要求（加熱速度、 保溫溫度和時(shí)間、冷卻速度）； 冷卻方法的要求。 b）確定上述因素的根據(jù)是： 所涉及材料(cilio)的牌號； 希望得到的機(jī)械或物理和化學(xué)效果（消除應(yīng)力熱處 理、機(jī)械性能的熱處理等）： 待處理零件的形狀和尺寸（特別是與加熱和

6、冷卻速度 有關(guān)的形狀和尺寸）； 先前的熱處理和成形操作參數(shù)。共二十三頁焊后熱處理 2、關(guān)于人員和工廠的要求 a）對人員要求 執(zhí)行熱處理的人員應(yīng)通過書面的熱處理規(guī)程熟悉熱處理?xiàng)l件； b）對熱處理設(shè)備的要求； 1）只要能滿足規(guī)定的溫度和氣氛條件，可以采用任何加熱方法； 2）熱處理爐（或其它(qt)設(shè)備）須符合于所要進(jìn)行的熱處理（尺寸、有效容積、能力、加熱速度、控溫系統(tǒng)等）的要求； 3）控溫系統(tǒng)須能使有效容積中任何兩點(diǎn)間的溫變差在規(guī)定最大溫差之內(nèi)； 4）溫度測量和記錄系統(tǒng)應(yīng)工作良好并應(yīng)進(jìn)行定期檢查：熱電偶每年至少要標(biāo)定一次：必要時(shí)須更換； 5）在規(guī)定氣氛類型的整個(gè)熱處理期間應(yīng)能對氣氛進(jìn)行檢測； 6）

7、加熱和控溫系統(tǒng)檢查間隔應(yīng)不大于6個(gè)月。共二十三頁焊后熱處理3、熱處理的檢測和記錄 a）用熱電偶測量溫度，這些熱電偶放在被處理件的本體（即部件或零件）上，或固定在與零件緊接觸的一些試塊上。應(yīng)給熱電偶加以防護(hù)，使之不受爐溫的輻射和爐內(nèi)氣氛的影響。熱電偶的數(shù)量應(yīng)能達(dá)到以下兩點(diǎn)： 確保整個(gè)批量、整個(gè)部件或要進(jìn)行熱處理的那些部位處于規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。在部件（或其部位）熱處理情況下，至少在最厚部位放一根熱電偶和在最薄部位放一根熱電偶。在包含若干零件構(gòu)成的批量的情況下，在批量中心(zhngxn)處的那個(gè)零件上至少放置一個(gè)熱電偶。 證實(shí)沒有有害的溫度梯度存在。 如果給加熱爐配置了不與批量件、部件和零件相接觸的

8、高溫計(jì)，制造商和供應(yīng)商就不需要符合上述條款的要求。在此情況下制造商和供應(yīng)商要提供證明這一種方法與熱電偶測量方法相當(dāng)?shù)淖C據(jù)。此證明要保留給監(jiān)督者使用。非接觸式測溫裝置要在測量操作條件下標(biāo)定，標(biāo)定周期應(yīng)少于兩個(gè)月。 此要求不適用于部件的局部熱處理。共二十三頁焊后熱處理b）要連續(xù)并自動地記錄有關(guān)熱處理、時(shí)間和溫度的主要參數(shù)及連續(xù)進(jìn)料爐的進(jìn)料通過速度。不要求對爐外冷卻、成形操作和焊接前后的熱處理進(jìn)行連續(xù)監(jiān)督測。整個(gè)熱處理期間都應(yīng)檢驗(yàn)并符合上述a）的要求。c）熱處理爐的結(jié)構(gòu)和工作特性應(yīng)為在整個(gè)熱處理件各點(diǎn)“獲得的溫度”與制造商規(guī)定的保溫規(guī)范之間的最大偏差為15（采購技術(shù)要求中有不同的允許溫差除外）。 d

9、）各記錄卡及測量路線要編號，以便能夠(nnggu)確認(rèn)相關(guān)的批量熱處理件、部件或焊縫的分段。記錄卡要附有表明熱電偶位置的略圖，以便各測量線路與其位置對應(yīng)。 e）所有時(shí)間、溫度和生產(chǎn)量的記錄都應(yīng)保留待查。熱處理報(bào)告就是指這些記錄，并要給出熱循環(huán)特性，以便能與制造廠熱處理工藝中預(yù)定的循環(huán)相比較。共二十三頁焊后熱處理4、局部熱處理 如果由于尺寸或技術(shù)原因，在密閉爐中不能一次熱處理整個(gè)焊件，則可采用下列方法之一： 在爐中連續(xù)分段熱處理，加熱段的重迭部分至少等于(dngy)1500mm。爐外部份應(yīng)進(jìn)行保溫，以防止溫度梯度對焊件的不利影響。 對重迭區(qū)二次熱處理應(yīng)考慮到： 驗(yàn)證材料的力學(xué)性能和適用時(shí)驗(yàn)證該區(qū)

10、域的腐蝕敏感性。 如果涉及到一條或幾條焊縫，應(yīng)考慮到相應(yīng)的焊接工藝評定。 重迭區(qū)不應(yīng)包括管接頭或幾何形狀不連續(xù)的部位（盡可能）。 筒體環(huán)焊縫的局部熱處理。 這些設(shè)備環(huán)焊縫的熱處理可以分開進(jìn)行只要加熱帶不小于材料厚度的4倍。在焊縫的每一側(cè)（從最大焊縫寬度的一面）要求達(dá)到熱處理溫愛的最小加熱區(qū)域的寬度至少應(yīng)等于下列兩個(gè)數(shù)值中最小值： 焊縫厚度； 50mm。 共二十三頁焊后熱處理 帶有管接頭、支管或其它焊接件的設(shè)備周圍環(huán)焊縫的局部熱處理 當(dāng)必須(bx)對帶有管接頭或其它焊接件的區(qū)域進(jìn)行局部熱處理時(shí)，設(shè)備的加熱區(qū)是由與設(shè)備軸線垂直的兩個(gè)平面之間的一個(gè)環(huán)形筒節(jié)組成，它包括了在該區(qū)域內(nèi)要熱處理的所有管嘴和

11、焊接件的焊縫，且伸展到這些焊接部件的焊縫外側(cè)的長度至少為材料厚度的兩倍。這種方法也適用于補(bǔ)焊的熱處理。 設(shè)備內(nèi)部加熱法 在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行加熱處理時(shí)，要在設(shè)備上覆蓋一層隔熱材料，這種材料可以是最終的保溫層。如果設(shè)備是密封的，在加熱過程中應(yīng)監(jiān)測其內(nèi)壓以確保設(shè)備沒有變形。 3）焊接部件的放置應(yīng)離焰道足夠的距離，火焰不能直接與焊件接觸。共二十三頁焊后熱處理四、裝爐前準(zhǔn)備事項(xiàng)1、裝爐前要校驗(yàn)熱電偶和測量儀表，標(biāo)好熱電偶編號，檢查熱電偶卡具、燒嘴、砂封等是否良好。2、依據(jù)待處理件的結(jié)構(gòu)和尺寸，選用合適的墊鐵或?qū)Ｓ弥Ъ?，將熱處理墊鐵或?qū)Ｓ弥Ъ軘[放在臺車上，擺放位置應(yīng)使熱電偶位置避開燒嘴，墊平放穩(wěn)，且和工件接觸

12、的部位應(yīng)墊上石棉(shmin)氈，防止磕碰、劃傷工件。3、裝爐前，應(yīng)事先烘爐，滿足工件入爐時(shí)，爐溫為200300。4、使工件位于爐膛中部躲開燒嘴，防止?fàn)t膛火焰直接噴射工件。5、點(diǎn)焊偶塊前，應(yīng)在產(chǎn)品點(diǎn)焊處堆焊隔離層，隔離層厚度至少為5mm, 預(yù)熱溫度，層間溫度，后熱處理溫度及時(shí)間依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件。焊接偶塊時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件，確定焊前預(yù)熱溫度，焊接后，對焊接部位進(jìn)行后熱處理，后熱溫度處理和時(shí)間按技術(shù)條件及相關(guān)文件執(zhí)行（實(shí)際工藝中要詳細(xì)說明對應(yīng)各附偶位置的焊材牌號、規(guī)格預(yù)熱、后熱溫度等）。6、檢查員及相關(guān)人員（監(jiān)檢人員）到現(xiàn)場確認(rèn)，檢查員在施工票上簽字后方可入爐。7、如果使用的熱處理爐為燃油爐，

13、需事先檢查油料存量是否滿足完成熱處理過程的要求。 共二十三頁焊后熱處理五、裝爐檢查1、檢查隨爐見證件爐、卡號正確與否（如果有），清點(diǎn)隨爐見證件數(shù)量2、檢查工件的擺放位置、方向及熱處理爐溫度是否滿足要求，儀表是否正常3、檢查附偶數(shù)量和位置及編號(bin ho)，以及焊接偶塊操作是否符合要求，保證偶塊焊接過程中預(yù)熱和后熱處理滿足工藝要求4、確保產(chǎn)品入爐時(shí)，溫度不低于產(chǎn)品焊接時(shí)的最低預(yù)熱溫度。共二十三頁焊后熱處理六、熱處理過程控制1、熱處理工要嚴(yán)格按工藝要求，進(jìn)行升、降溫速度及工件保溫過程 中的溫度控制，得到的熱處理曲線應(yīng)平滑，盡量(jnling)不要有突變點(diǎn)，局部的升、降溫速度也不要超過熱處理工藝

14、的要求。2、熱處理工應(yīng)做好工況記錄，保留記錄卡和儀表時(shí)間溫度曲線。熱處理結(jié)束后，熱處理工和檢查員就應(yīng)在記錄卡和儀表時(shí)間溫度曲線上簽字、存檔，儀表時(shí)間溫度曲線上應(yīng)有相應(yīng)的焊縫、零件或部件的識別標(biāo)記。3、熱處理保溫時(shí)間的計(jì)算應(yīng)以焊接技術(shù)部規(guī)定的要求為準(zhǔn)。共二十三頁焊后熱處理七、出爐后工作 熱處理結(jié)束后，用核電專用砂輪打磨(d m)去除偶塊，禁止直接錘擊敲掉。打磨(d m)偶塊點(diǎn)固處，打磨(d m)隔離層與鄰近母材圓滑過渡。偶塊去除后，對焊接區(qū)域進(jìn)行無損探傷，低合金鋼表面部位進(jìn)行磁粉探傷檢驗(yàn)，不銹鋼堆焊層和鎳基部位進(jìn)行著色探傷檢驗(yàn)，滿足相關(guān)的探傷要求。共二十三頁 謝謝(xi xie)各位！共二十三頁內(nèi)容摘要焊接件的焊后熱處理。5）在規(guī)定氣氛類型的整個(gè)熱處理期間應(yīng)能對氣氛進(jìn)行檢測。6）加熱和控溫系統(tǒng)檢查間隔應(yīng)不大于6個(gè)月。非接觸式測溫裝置要在測量操作條件