對于用同質焊接材料焊接馬氏體不銹(xiu)鋼管(guan)時,預熱是防止冷裂紋的重要措施,鋼的淬硬性愈大,焊接接頭的拘束度也愈大,則預熱溫度應選高些,一般為160~320℃。多層焊時仍需保持道間溫度,焊后還要進行熱處理。
不論采用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)、熔(rong)化(hua)極(ji)氣(qi)體保護焊(han)(han)(han)(han)還是(shi)埋弧焊(han)(han)(han)(han)等焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa),焊(han)(han)(han)(han)前(qian)均需預熱(re)(re)(re),預熱(re)(re)(re)溫度(du)與(yu)(yu)鋼中碳含(han)量有關(guan),詳見表6-1。馬(ma)氏體不銹鋼管焊(han)(han)(han)(han)后(hou)需要(yao)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li),焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)的作用是(shi)消除或降低(di)(di)殘余(yu)應(ying)力,降低(di)(di)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)與(yu)(yu)熱(re)(re)(re)影(ying)響區的硬度(du),改善焊(han)(han)(han)(han)接接頭的韌(ren)性,同時減少焊(han)(han)(han)(han)接殘余(yu)應(ying)力。對于剛度(du)小的焊(han)(han)(han)(han)接構件,焊(han)(han)(han)(han)后(hou)可以在(zai)冷至室溫后(hou)再熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)。對于大厚度(du)的焊(han)(han)(han)(han)接件,特別是(shi)鋼材中含(han)碳量較高時,需要(yao)采用復雜的熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)工藝。


一、預熱(re)溫(wen)度的選擇
焊接(jie)(jie)(jie)馬氏體不銹鋼管時,若選用與(yu)母(mu)材金屬成分相(xiang)同(tong)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)材料時,為(wei)了(le)防止焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭形成冷裂紋,焊前必須預熱。預熱溫度一(yi)般在200~320℃,且最(zui)好不要高于該(gai)鋼號的(de)馬氏體開(kai)始轉(zhuan)變溫度。
預(yu)熱(re)溫(wen)度的選擇(ze)與材料厚度、填(tian)充金屬種(zhong)類(lei)、焊(han)接方法和構件的拘束程(cheng)度有關(guan)。其中與鋼的碳含量關(guan)系最(zui)大(da);當(dang)碳的質量分(fen)數小于0.1%時,預(yu)熱(re)溫(wen)度可小于200℃;當(dang)碳的質量分(fen)數為(wei)0.1%~0.2%時,預(yu)熱(re)溫(wen)度為(wei)200~250℃;當(dang)碳的質量分(fen)數大(da)于0.2%時,除預(yu)熱(re)溫(wen)度要適(shi)當(dang)提高外,還必須考慮保證多(duo)層焊(han)時的道間溫(wen)度。
馬氏(shi)體型不(bu)銹鋼的預熱溫度不(bu)宜過(guo)高,否(fou)則(ze)將使奧(ao)氏(shi)體晶(jing)粒(li)粗大,并且(qie)隨冷卻速度降低,還會形成粗大鐵素體加(jia)晶(jing)界碳(tan)化物組織,使焊接接頭塑性和(he)強度均(jun)有所(suo)下降。
二(er)、焊后(hou)回火熱處理(li)(li)和后(hou)熱處理(li)(li)
在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)即調質(zhi)狀態(tai)下進行(xing)焊接(jie)的(de)(de)(de)焊件(jian)焊后熱(re)處(chu)(chu)理(li)采用(yong)回(hui)火(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li)。焊后熱(re)處(chu)(chu)理(li)(回(hui)火(huo)(huo)處(chu)(chu)理(li))前對焊件(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)有(you)(you)嚴格的(de)(de)(de)要求,焊件(jian)焊后不可隨(sui)(sui)意從(cong)焊接(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)直接(jie)升溫(wen)(wen)進行(xing)回(hui)火(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)。這是因為在(zai)(zai)焊接(jie)過程中形成的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)尚未(wei)完(wan)全轉變(bian)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti),其未(wei)分解的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)立即升溫(wen)(wen)到(dao)(dao)回(hui)火(huo)(huo)熱(re)處(chu)(chu)理(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)過程中,會發生(sheng)(sheng)珠光體(ti)(ti)(ti)轉變(bian),或者碳化物沿(yan)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶界(jie)沉淀,產生(sheng)(sheng)粗大鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)加碳化物組(zu)織,從(cong)而嚴重地降低(di)(di)焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)韌性(xing),也影響(xiang)強度(du)(du),可能(neng)造成焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)脆斷,且降低(di)(di)耐(nai)蝕(shi)能(neng)力。如果焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)焊后空冷到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)(wen)后再進行(xing)熱(re)處(chu)(chu)理(li),則馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹耐(nai)熱(re)鋼(gang)會出現空氣淬(cui)硬傾向,造成常溫(wen)(wen)塑性(xing)降低(di)(di),并且在(zai)(zai)常溫(wen)(wen)下殘留的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)將繼續轉變(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織,使焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)變(bian)得(de)又(you)(you)硬又(you)(you)脆,組(zu)織應力也隨(sui)(sui)之增大;若再加上擴散氫的(de)(de)(de)聚集,焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)就有(you)(you)可能(neng)產生(sheng)(sheng)冷裂紋。正(zheng)確的(de)(de)(de)方法是:回(hui)火(huo)(huo)前使焊件(jian)適當冷卻,讓焊縫(feng)和熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基本(ben)分解為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織。
對(dui)于(yu)剛度大的焊(han)接(jie)構(gou)件(jian),特別是(shi)碳含量(liang)較高時(shi),需要進行準確的后熱處理(li):焊(han)接(jie)區(qu)空冷至100~150℃,立(li)即在此溫(wen)(wen)度保(bao)溫(wen)(wen)1~2h。其目(mu)的有兩個:一是(shi)讓奧氏體充(chong)分分解為馬氏體,又不至于(yu)立(li)即過分脆(cui)化;二是(shi)使焊(han)縫中氫(qing)向外(wai)擴散,起到(dao)消氫(qing)作用。然后加(jia)熱至回火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度,適當保(bao)溫(wen)(wen),使馬氏體充(chong)分回火(huo)(huo),得到(dao)理(li)想的回火(huo)(huo)組織。
回火溫度一般選在650~750℃,至少保溫1h后空冷。或者按每30mm厚的焊縫保溫1h,隨后空冷。有關焊后熱處理回火溫度對12Cr13(1Cr13)和20Cr13(2Cr13)鋼焊接熱影響區脆性的影響見表6-2。對于剛度小的焊接構件,焊后可冷至室溫后再進行回火熱處理。
對(dui)于焊后(hou)需(xu)要機械加(jia)工的(de)構(gou)件,為了得到最低硬度,必(bi)須采用高溫退火,退火溫度為830~880℃,保溫2h后(hou)隨(sui)爐冷至650℃,然(ran)后(hou)空冷。


三(san)、調質熱處理
高(gao)鉻馬氏體(ti)不銹鋼(gang)管一(yi)般(ban)在淬(cui)火(huo)+回火(huo)的(de)調(diao)質狀態下進(jin)行焊(han)(han)接(jie),焊(han)(han)后(hou)經(jing)高(gao)溫(wen)回火(huo)處理(li),使(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有(you)良(liang)好的(de)力學(xue)性能。如果鋼(gang)材在退火(huo)狀態下焊(han)(han)接(jie),會(hui)出現不均勻的(de)馬氏體(ti)組織,因此(ci),整個焊(han)(han)接(jie)構件焊(han)(han)后(hou)還需進(jin)行調(diao)質處理(li),使(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有(you)均勻的(de)性能。

