浅谈焊前预热和焊后热处理在合金钢焊接工艺中的作用

作者:陆洋; 刊名:智能城市 上传者:陈海

【摘要】在合金钢焊接工艺中,焊前预热与焊后热处理属于关键环节,对焊接质量影响很大。尤其是重要构件和厚部件,必须进行焊前预热及焊后热处理。如果焊前预热和焊后热处理工艺达不到规定要求,很容易出现冷裂纹、延迟裂纹等,对于合金钢压力管道、容器等安全运行造成严重影响。因此,加强合金钢焊接工艺管理,做好焊前预热和焊后热处理工作十分必要且重要。文章主要探讨焊前预热和焊后热处理在合金钢焊接工艺中的应用。

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智能制造 161 摘要:在合金钢焊接工艺中,焊前预热与焊后热处理属于关键环节,对焊接质量影响很大。尤其是重要构件和厚部件,必须进行焊前预热及焊后热处理。如果焊前预热和焊后热处理工艺达不到规定要求,很容易出现冷裂纹、延迟裂纹等,对于合金钢压力管道、容器等安全运行造成严重影响。因此,加强合金钢焊接工艺管理,做好焊前预热和焊后热处理工作十分必要且重要。文章主要探讨焊前预热和焊后热处理在合金钢焊接工艺中的应用。 关键词 :焊前预热 ;焊后热处理 ;合金钢 ;焊接工艺 ;应用 将一种或者几种合金元素加入到优质碳素结构钢中,在此基础上制作出来的钢种被称作合金钢。合金元素的添加量应控制在5%以内。合金钢的焊接性主要体现两方面 :第一,裂纹敏感性 ;第二,焊接热影响区的力学性能。近年来,随着科学技术不断进步,冶炼技术得到迅速发展。在合金钢焊接过程中应用微合金钢技术、形变热处理技术、精炼技术以及控轧控冷技术等先进技术,实现了合金钢材料性能及焊接质量的有效提升,有效改善了现代合金钢的焊接性,其主要表现在HAZ冷列裂纹敏感性显著降低,粗晶区韧性明显提高。然而,调查研究显示,目前合金钢焊接工艺仍存在一定不足,特别是焊前预热和焊后热处理环节,需要采取有效措施进行控制[1]。 1 合金钢的特点与焊接性分析 1.1  冷裂纹问题 导致冷裂纹出现的三个基本要素为扩散氢、脆性组织以及残余应力。微合金化技术与TMCP技术在合金钢中的广泛应用,大大降低了合金钢的碳含量与碳当量。在这种情况下,只有当合金钢中含有较高的扩散氢,或者拘束度很大时,才会产生冷裂纹。焊缝金属冷裂纹问题则是需要特别关注的内容。由于合金钢母材强度得以提升、焊接性得以改善,因此原本在焊接热影响区的冷裂纹转移至焊缝。  1.2  热影响区的组织与韧性 当被焊工件受到电弧热作用时,焊缝、融合区以及热影响区三部分焊接共同组成焊接接头,这就是焊接热影响区。第一,焊缝。构件熔化之后形成熔池,在断开热源后,熔化的金属开始冷却、结晶,此时就会出现焊缝。第二,熔合区。合金钢母材和焊缝之间存在一个狭窄区域,这个区域被称为熔合区。当金属处在局部熔化状态时,由于晶粒比较大,金属的韧性会相应降低。因此,熔合区在焊接接头中属于薄弱部位 ;第三,焊接热影响区。电弧热作用于靠近焊缝部位的母材,从而改变该区域母材的性能、组织等,这部分区域属于焊接热影响区。 1.3  热影响区的组织分布  焊接接头的质量、性能等主要体现在焊接热影响区的组织及性能上,根据组织特点可以将焊接影响区分为以下五个区:正火区、熔合区、部分相变区、过热区以及再结晶区。其中正火区又被称为相变重结晶区。 第一,完全淬火区。在接头焊接过程中,热影响区超过AC3的区域具有较大的淬硬倾向,因此焊接后获取淬火组织,也叫作马氏体。接近焊缝部位的区域晶粒很大,因此其马氏体 浅谈焊前预热和焊后热处理在合金钢焊接工艺中的作用 陆  洋 江苏浩特建设工程有限公司,江苏靖江 214500 也比较粗大,与这部分区域相比,正火区获得的马氏体更细更小。受线能量及冷却速度影响,在焊接过程中可能产生贝氏体,贝氏体和马氏体共同构成混合组织,这部分区域与马氏体具有相同的组织特征,其差异主要体现在马氏体的粗细上,因而将其统一称作完全淬火区。 第二,不完全淬火区。在接头焊接过程中,对于热影响区在AC1~AC3之间的区域,如果对其进行迅速加热,铁素体中融入的奥氏体较少,但是索氏体、贝氏体和珠光体等会转化为奥氏体。在速冷时,奥氏体又会转化为马氏体。在这一过程中,原铁素体仅不会产生变化,仅存在不同程度的长大现象,最终构成马氏

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