[發明專利]一種焊后熱處理工藝

在審

• 申請號: 201710098489.4
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106702129A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李保偉;郭磊
• 申請（專利權）人: 華西能源工程有限公司
• 主分類號: C21D9/50
• 分類號: C21D9/50;C21D1/70;C21D1/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種焊后熱處理工藝，特別是采用氬弧焊打底加電弧焊方法焊接的焊后熱處理工藝。

背景技術

焊接殘余應力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布、焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所有伴隨焊接施工必然會產生殘余應力。焊后熱處理是為消除焊接接頭殘余應力、改善焊接接頭的組織和性能而進行的一種熱處理。消除殘余應力最通用的方法是高溫回火，即將焊件加熱到一定溫度并保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內應力高的地方產生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應力降低，其一般工藝流程為：安裝熱電偶→布置加熱裝置→設定熱處理參數→包裹保溫棉→進行熱處理。

不同的焊接工藝、被焊零件母材牌號和厚度需要的焊后熱處理工藝均不同，焊后熱處理對金屬抗拉強度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間直接相關。母材牌號為12Cr1MoVG的材料，因為其成分較為特殊，在焊接中雖然經常被用到，但是缺乏具有針對性的焊后處理工藝，根據現場工作人員反饋，這種母材經常在焊接后一段時間出現裂紋。此外，焊后處理工藝還應結合焊接工藝進行恰當處理，相適應的熱處理和焊接具有協同作用，使得焊縫焊接牢固，其質量幾乎可以和無焊接材料相匹配，而焊后熱處理工藝與焊接工藝不協調，不合理搭配，會起到相反的效果，不僅不能強化焊接，反而可能加速焊縫的老化和開裂。目前尚無針對氬弧焊打底加電弧焊方法焊接的焊后熱處理工藝，而該焊接工藝又在電力、工業鍋爐等領域被廣泛應用，特別是該工藝應用于母材牌號為12Cr1MoVG的焊接技術，焊后熱處理幾乎都靠有經驗的操作人員根據經驗操作，焊后處理效果參差不齊，導致焊接處脆性大、易開裂，工程質量難以保證，因此急需一種針對性強、消除殘余應力效果好的焊后處理工藝。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種針對氬弧焊打底加電弧焊方法焊接的焊后熱處理工藝，尤其是被焊零件母材牌號為12Cr1MoVG，母材厚度20mm≤δ≤30mm的焊后熱處理工藝。

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的：

一種焊后熱處理工藝，所述焊后熱處理工藝用于氬弧焊打底加電弧焊方法焊接工藝，該工藝包括以下步驟：

1)熱電偶安裝：將熱電偶的熱端點安裝在離焊縫30mm范圍內，把熱電偶的熱端頂部綁扎在焊縫中心，熱端接觸可靠，再固定熱電偶冷端，補償導線與熱電偶正確連接；

2)安裝加熱器：根據工件形狀合理選擇不同大小和形狀的加熱器，保證被處理焊縫的加熱寬度被加熱器覆蓋，均勻加熱寬度在焊縫中心線每側應不得小于3倍焊縫厚度，且不小于60mm；

3)安裝保溫層：保溫層采用陶瓷纖維，保溫層的厚度不小于40mm，熱處理的保溫寬度從焊縫中心算起，每側不得小于母材厚度的5倍，且要大于加熱器邊緣200～250mm；

4)連接電源線、補償導線；

5)進行熱處理：回火恒溫溫度700～800℃，恒溫時間0.5～1h，升降溫速度為100～300℃/h。

升降溫速度＝6250/δ℃/h，其中δ為母材厚度(mm)。若計算結果大于300℃/h，則取300℃/h，若計算結果小于100℃/h，則取100℃/h。

所述焊縫厚度取母材厚度。

優選被焊零件母材牌號為12Cr1MoVG，母材厚度δ為20～30mm。

根據本發明的一些具體實施例，優選步驟5)回火恒溫溫度720～750℃。優選恒溫時間為50min。

本發明的方法應用于母材牌號為12Cr1MoVG，母材厚度20mm≤δ≤30mm，且采用氬弧焊打底加電弧焊方法焊接工藝時，能最大限度的消除焊接產生的殘余應力，焊接后的材料綜合性能好，經久耐用。填補了現有方法在所述條件下缺乏有效技術的空白，避免實際操作中失敗率極高，不能獲得滿意焊接效果，容易出現裂紋的問題。特別是對所述特殊母材的焊后熱處理工藝，克服了該類母材脆性高，焊后容易出現裂紋的難題。

作為優選，步驟1)用18#鐵絲固定所述熱電偶的熱端和冷端。所述18#鐵絲即內徑為1.2mm的鐵絲。進一步地，熱電偶的固定采用壓接法固定，每根熱電偶的固定點至少應有2處。

補償導線與熱電偶正確連接，即補償導線的銅線(+)接熱電偶(鎳鉻)，康銅線(-)接鎳鋁。

步驟3)保溫層用鐵絲進行綁扎，確保保溫棉緊貼加熱塊。對特殊設備焊縫的熱處理，可事先焊制鉤釘來固定保溫層。