焊接熱處理在電力施工中的技術(shù)分析

田江

（身份證號(hào)：130184198507303595）

焊接熱處理在電力施工中的技術(shù)分析

田江

（身份證號(hào)：130184198507303595）

隨著技術(shù)的發(fā)展和材料應(yīng)用水平的提高，各方面對焊接熱處理的要求越來越高、越來越細(xì)化。本文主要介紹了熱處理的目的、方法的選擇、出現(xiàn)的焊接缺陷，并針對這些問題提出了相應(yīng)的技術(shù)手段。

焊接；熱處理；電力施工

1　焊后熱處理的目的

①松弛焊接殘余應(yīng)力；②穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，減少畸變；③改善母材、焊接接頭的性能，包括：a.提高焊縫金屬的塑性。b.降低熱影響區(qū)硬度。c.提高斷裂韌性。d.改善疲勞強(qiáng)度。e.恢復(fù)或提高冷成型中降低的屈服強(qiáng)度；④提高抗應(yīng)力腐蝕的能力；⑤進(jìn)一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發(fā)生。

2　熱處理方法的選擇和加熱方法

2.1熱處理選擇方法

焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對于氣焊焊口采用正火加高溫回火熱處理。這是因?yàn)闅夂傅暮缚p及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過快，力求內(nèi)外壁均勻。

2.2熱處理加熱方法

（1）燃料燃燒加熱法；

（2）電加熱法；

（3）高能量密度能源加熱。

3　焊后熱處理常見的缺陷及防御措施

（1）變形與開裂。①特征：焊件的變形與宏觀裂紋一般用肉眼可見。②產(chǎn)生原因：a.由于焊件的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生是由于焊件的加熱冷卻時(shí)內(nèi)外溫度不均勻造成體積膨脹或收縮不一致而引起的熱應(yīng)力。b.由于內(nèi)部A向M轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化的不均勻性引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過焊件的屈服極限時(shí)發(fā)生變形。當(dāng)超過焊件的強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生裂紋。③危害性：造成返工，增加生產(chǎn)工序，提高了成本，有時(shí)還造成焊件的報(bào)廢。④預(yù)防：采取措施降低內(nèi)應(yīng)力。

（2）過燒。①特征：除斷口呈現(xiàn)粗大晶粒外，在晶粒間的邊界處有熔化或氧化現(xiàn)象，即在晶間集聚著低熔點(diǎn)的雜質(zhì)或氧化物。②產(chǎn)生原因：加熱溫度過高（大于1300℃）或在高溫下保溫時(shí)間過長。③危害性：產(chǎn)生過燒后會(huì)使焊件的強(qiáng)度、塑性、韌性急劇降低。④預(yù)防：必須嚴(yán)格執(zhí)行熱處理規(guī)范，且不允許氧化性火焰直接與焊件接觸。產(chǎn)生過燒后，焊件無法補(bǔ)救。

（3）過熱。①特征：焊件在退火狀態(tài)下的斷口上呈現(xiàn)特別粗大的晶粒，在淬火的斷口上呈現(xiàn)粗大的馬氏體針狀結(jié)構(gòu)。②產(chǎn)生原因：在加熱過程中，不嚴(yán)格控制加熱工藝所致，如加熱溫度過高或在高溫下的停留時(shí)間過長，一般在正火或高溫退火工藝中易出現(xiàn)。③危害性：粗化的結(jié)構(gòu)，極易出現(xiàn)裂紋，即使不出現(xiàn)裂紋，也會(huì)使焊件的強(qiáng)度、塑性、韌性大大降低。④預(yù)防及糾正：為預(yù)防過熱，加熱溫度必須嚴(yán)格控制，同時(shí)在高溫的停留時(shí)間盡量縮短。對過熱程度嚴(yán)重的焊件可重復(fù)二次退火或正火來糾正。

（4）硬度升高。①特征：回火后，檢測值超出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。②產(chǎn)生原因：回火溫度不夠高或保溫時(shí)間不夠長所致，而過高的溫度也會(huì)造成硬度升高，這是由于溫度控制不準(zhǔn)確，以至焊件加熱至AC1以上，在鋼中出現(xiàn)A，當(dāng)急冷時(shí)又出現(xiàn)M，使鋼的硬度升高。③危害：硬度升高而塑性和韌性降低。④預(yù)防：為糾正這一缺陷，可采用第二次正確的回火處理，提高回火溫度或延長回火保溫時(shí)間。對出現(xiàn)M時(shí)，必須重新對鋼進(jìn)行回火，正確控制回火溫度。

4　缺陷產(chǎn)生原因及預(yù)防

電力建設(shè)中的熱處理主要是管道焊后局部熱處理，其方式為高溫回火。就現(xiàn)場條件發(fā)現(xiàn)的缺陷造成的因素綜合來講有兩大類：①工藝的不準(zhǔn)確性，熱處理有四大因素，即升溫速度、保溫溫度、保溫時(shí)間、降溫速度。這四個(gè)因素不準(zhǔn)確都直接影響熱處理的效果，所以對熱處理工藝要求有據(jù)可查，并根據(jù)工藝評定制定工藝指導(dǎo)書，在施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，不可擅自更改工藝中數(shù)據(jù)，以免造成人為缺陷。②操作中工器具的不正確使用，“工欲善其事，必先利其器”，在工作前必須對使用的工器具進(jìn)行檢查、校對和測試。對熱電偶、溫控儀、記錄儀等測溫工器具要有專業(yè)人員進(jìn)行校對，以確保準(zhǔn)確的測量工件的溫度。對使用的材料性能進(jìn)行檢查，如保溫材料的保溫效果、耐高溫程度及其強(qiáng)度等。另外，鐵絲的強(qiáng)度對熱電偶的固定也有很大的影響。

5　結(jié)語

隨著焊接結(jié)構(gòu)的大型化和復(fù)雜化，越來越多的焊接結(jié)構(gòu)焊后需要進(jìn)行焊后熱處理。熱處理工藝在熱處理技術(shù)規(guī)程中已有了較為完善的說明，但有關(guān)實(shí)際操作中的資料較少，在電力施工中，高壓管道，各類設(shè)備在焊接熱處理越來越精密和嚴(yán)格。如果要求不嚴(yán)，會(huì)直接影響焊件的承受能力，同時(shí)焊件在使用過程中，由于應(yīng)力逐步釋放而引起結(jié)構(gòu)的變形等。象這樣的大型設(shè)備及高壓管道焊接件，都要進(jìn)行以消除應(yīng)力為目的的低溫退火。

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2015-6-6