[發明專利]一種用于超高強鋼熔敷焊后接頭處組織的細化處理方法

在審

• 申請號: 201810723034.1
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108823367A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 李勝鑫
• 申請（專利權）人: 河南北方紅陽機電有限公司
• 主分類號: C21D1/25
• 分類號: C21D1/25;C21D1/28;C22F1/08;C21D6/00;C21D9/50;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

本發明公開了一種基于在低合金超高強鋼基體上通過感應加熱熔敷焊接純銅后接頭處組織細化處理方法，采用焊后緩冷、正火、低溫退火、預冷淬火、熱時效的熱處理方法，能夠保證超高強鋼45CrNiMo1VA與純銅感應加熱熔敷焊接接頭處鋼基體的力學性能，有效降低殘余應力，尤其降低薄壁焊接件的畸變量，實現了超高強鋼45CrNiMo1VA與純銅感應加熱熔敷焊接后焊接接頭處組織細化。

技術領域

本發明涉及異種金屬感應焊接技術領域，具體涉及一種用于超高強鋼熔敷焊后接頭處組織的細化處理方法。

背景技術

隨著45CrNiMo1VA等一系列超高強鋼材料在高強度殼體等結構上開始應用，國內外資料還沒有關于感應熔敷焊接結構件，尤其是用45CrNiMo1VA鋼作為基體進行感應熔敷焊接的結構件，在焊接技術有關焊后組織處理上沒有成熟的經驗可以借鑒。同時該鋼種含有0.90%～1.10%的合金元素鉬，本身使鋼具有淬透性高、屈強比高、熱的敏感性、脆硬傾向非常強等特點，在采用水冷或水溶淬火液進行快速冷過程中，易產生鋼基體產生裂紋，以致于在焊接過程中或焊接后無法通過冷卻的方式對焊接區域及熱影響區進行組織控制。

45CrNiMo1VA鋼作為鋼基體進行感應熔敷焊接純銅的過程中，前提是純銅要發生熔化，而其熔化溫度為1083℃以上，此時為了保證純銅與鋼基體界面結合牢固，滿足焊接技術性能指標要求，鋼基體焊接接頭處加熱溫度要高于純銅熔化溫度，在1180℃～1220℃范圍內，造成焊接接頭處的區域范圍內鋼基體組織發生不同程度的過熱；在純銅環與鋼基體圓周方向配合間隙不均勻的狀態下，造成局部焊接能量輸入過多，造成局部嚴重過熱。這些情況下，會造成在普通的正火和調質熱處理方法無法有效或不能滿足產品力學性能要求。

因此，由于45CrNiMo1VA鋼的強度高，同時焊接加熱的不均勻，造成鋼基體應力分布和組織分布不均勻，超高強鋼力學性能不能達標，焊接件常規熱處理畸變量大，特別是薄壁件機械控形困難，影響了產品質量和生產成本，成為生產中急需解決的問題。所以，如何能有效地解決焊接接頭處組織過熱問題，具有一定的必要性和現實意義。

發明內容

為解決上述缺陷，本發明的目的是提供一種用于超高強鋼熔敷焊后接頭處組織的細化處理方法，以解決超高強鋼45CrNiMo1VA與純銅感應加熱熔敷焊接后焊接接頭處組織過熱和應力分布不均勻問題，造成焊后力學性能和形狀畸變等焊接技術難題。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種用于超高強鋼熔敷焊后接頭處組織的細化處理方法，是將超高強鋼作為鋼基體，在鋼基體表面熔敷一層純銅；工作時，先將純銅預置在鋼基體表面，在純銅外部設置用于固定純銅的成型模，之后在成型模外側纏繞感應線圈，感應線圈通電后產生電磁感應發熱，具體是按照以下步驟來實現：

1）鋼基體上熔敷焊接純銅：感應線圈通電后產生電磁感應發熱，將預置在超高強鋼基體上的純銅環整體熔化，從而與鋼基體發生冶金結合；

2）焊后緩冷：將熔敷焊后鋼基體的焊接部位朝上豎直放置，焊接部位外置保護套緩冷至室溫；

3）正火處理：在加熱爐溫至300±10℃時，將完全冷卻的熔敷焊后鋼基體豎直放置，送入爐內進行加熱，溫度為840℃～920℃，加熱時間為15min～20min，空冷；

4）退火處理：將正火后的鋼基體豎直放置，送入加熱爐進行加熱，溫度為680℃～740℃，加熱時間為2h～3h，隨爐冷卻至200℃以下，出爐空冷；

5）預冷淬火處理：將退火后的鋼基體在爐溫至300±10℃時，送入加熱爐先隨爐進行預加熱，溫度為660±10℃時，預熱時間為0.9h～1h，接著繼續加熱至840℃～900℃，加熱時間為45min～50min，隨后快速空冷，冷卻至510℃～610℃，用紅外線測溫儀測溫，穩定時間為10min～15min后，用L-AN32全損耗系統用油進行油冷，油溫為60℃～80℃；焊后工件調質細化晶粒，溫度控制為500℃～550℃，保溫時間為1.5h～2h。