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(yè)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(guò)保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝。焊后熱處理共二十三頁(yè) 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(yè)焊

2、后熱處理 焊后熱處理歸納起來(lái)有以下作用：1、消除應(yīng)力 以20MnNiMo鋼焊后熱處理對(duì)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(zhǎng)，焊接殘余應(yīng)力趨于降低。共二十三頁(yè)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(duì)20MnNiMo鋼焊接區(qū)的硬度影響。可以看出，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(yè)焊后熱處理 P=T（20+logt）10-3 T=絕對(duì)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(yè)焊后熱處理共二十三頁(yè)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(duì)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(píng)定和母材模擬熱處理的試樣來(lái)驗(yàn)證。共二十三頁(yè)焊后熱處理共二十三頁(yè)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(duì)較好。 熱處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)溫度的104h的持久強(qiáng)度對(duì)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(yè)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(yè)焊后熱處理 三、RCCM對(duì)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(hào)； 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(yè)焊后熱處理 2、關(guān)于人員和工廠的要求 a）對(duì)人員要求 執(zhí)行熱處理的人員應(yīng)通過(guò)書面的熱處理規(guī)程熟悉熱處理?xiàng)l件； b）對(duì)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(cè)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(duì)氣氛進(jìn)行檢測(cè)； 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(yè)焊后熱處理3、熱處理的檢測(cè)和記錄 a）用熱電偶測(cè)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(cè)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(cè)溫裝置要在測(cè)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(yè)焊后熱處理b）要連續(xù)并自動(dòng)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(guò)速度。不要求對(duì)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(cè)。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(gòu)技術(shù)要求中有不同的允許溫差除外）。 d

9、）各記錄卡及測(cè)量路線要編號(hào)，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(cè)量線路與其位置對(duì)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(yè)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(duì)焊件的不利影響。 對(duì)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(píng)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(yè)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(duì)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(zhǎng)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(guò)程中應(yīng)監(jiān)測(cè)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(yè)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(cè)量?jī)x表，標(biāo)好熱電偶編號(hào)，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埽瑢崽幚韷|鐵或?qū)Ｓ弥Ъ軘[放在臺(tái)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?jí)K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?jí)K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(duì)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(shuō)明對(duì)應(yīng)各附偶位置的焊材牌號(hào)、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(chǎng)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(guò)程的要求。 共二十三頁(yè)焊后熱處理五、裝爐檢查1、檢查隨爐見證件爐、卡號(hào)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(hào)(bin ho)，以及焊接偶?jí)K操作是否符合要求，保證偶?jí)K焊接過(guò)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(yè)焊后熱處理六、熱處理過(guò)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(guò)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(guò)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(shí)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(yè)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?jí)K，禁止直接錘擊敲掉。打磨(d m)偶?jí)K點(diǎn)固處，打磨(d m)隔離層與鄰近母材圓滑過(guò)渡。偶?jí)K去除后，對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行無(wú)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(yè) 謝謝(xi xie)各位！共二十三頁(yè)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(duì)氣氛進(jìn)行檢測(cè)。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(cè)溫裝置要在測(cè)量操作條件