核电产品焊后热处理培训讲义汇编

1、焊接件的焊后热处理2009年5月13日项目名称：焊后热处理职业培训承担(chngdn)单位：共二十三页一、焊后热处理的定义：焊后热处理一般指焊接件的消除应力退火和高温回火，其热处理工艺(gngy)是把焊接接头均匀加热到钢材的A1以下某一适当温度，经过保温后缓慢冷却的热处理工艺。焊后热处理共二十三页 二、焊后热处理的作用 焊后热处理可以使焊接残余应力松弛、释放、消除；使淬硬区得到软化，氢气逸出，材料的缺口韧性提高，材料的机械性能和蠕变特性得到改善。 焊后热处理可以防止焊接接头的脆性破坏、应力腐蚀裂纹(li wn)、氢蚀疲劳破坏等，还可避免焊接结构在机械加工或时效时的变形。 焊后热处理共二十三页焊

2、后热处理 焊后热处理归纳起来有以下作用：1、消除应力 以20MnNiMo钢焊后热处理对焊接区残余应力的影响(yngxing)，如下图可以看出，退火温度增高或保温时间延长，焊接残余应力趋于降低。共二十三页焊后热处理2、降低焊接区的硬度 焊后热处理还可软化焊接区。下图为焊后热处理的回火参数(cnsh)P对20MnNiMo钢焊接区的硬度影响。可以看出，由于焊后消除应力的结果，部分塑性得到改善，硬度分布均匀化。共二十三页焊后热处理 P=T（20+logt）10-3 T=绝对温度（K） t=回火保温时间（h）3、促进氢逸出 下图为消应力热处理促使焊接区氢逸出的效果，它比预热、后热更彻底。如进行6252h

3、处理，焊缝金属中的氢明显降低，可以完全防止氢致延迟裂纹(li wn)的产生。共二十三页焊后热处理共二十三页焊后热处理4、使组织稳定 低合金钢的焊态大多(ddu)呈淬硬组织，由于焊后热处理的作用，使碳原子的扩散能力增加，引起淬硬组织分解，碳化物析出，组织趋于稳定，抑制了钢材在高温使用中的材质变化。5、改善焊接结构的机械性能 焊后进行合理的热处理，焊接接头软化，接头的塑性和韧性得到恢复。下图为焊后热处理的回火参数P对20MnNiMo钢焊缝金属的冲击韧性的影响。由图可以看出，当回火参数增大到一定值之后，缺口韧性也将恶化，这是因为在焊缝金属中有粗大的铁素体析出。 所以焊后热处理的回火参数选择必须适当，

4、并且需用焊接工艺评定和母材模拟热处理的试样来验证。共二十三页焊后热处理共二十三页焊后热处理6、改善焊接接头的高温性能 下表为20MnNiMo钢焊缝金属在不同热处理状态下的持久强度。由表中的数据(shj)可以看出，在较低的使用温度下，焊态金属的持久强度较好，而在高温使用权用条件下，回火焊缝的持久强度要相对较好。 热处理状态对应温度的104h的持久强度对应温度的105h的持久强度450 500 550 600 450 500 550 焊态 625回火900 正火+665回火39227419626520613710811878293929343235157137127108396959共二十三页焊后

5、热处理下图为20MnNiMo钢手工(shugng)电弧焊缝金属在不同热处理温度下的550 持久强度变化。1 610 2h，2 680 2h，3 830 2h共二十三页焊后热处理 三、RCCM对焊后热处理的要求 1、热处理参数的确定 a）热处理根据下列因素确定： 热处理工艺类型（回火、淬火、退火、热化学表面处理、 其它热处理）； 时间温度转变曲线所表示的热循环要求（加热速度、 保温温度和时间、冷却速度）； 冷却方法的要求。 b）确定上述因素的根据是： 所涉及材料(cilio)的牌号； 希望得到的机械或物理和化学效果（消除应力热处 理、机械性能的热处理等）： 待处理零件的形状和尺寸（特别是与加热和

6、冷却速度 有关的形状和尺寸）； 先前的热处理和成形操作参数。共二十三页焊后热处理 2、关于人员和工厂的要求 a）对人员要求 执行热处理的人员应通过书面的热处理规程熟悉热处理条件； b）对热处理设备的要求； 1）只要能满足规定的温度和气氛条件，可以采用任何加热方法； 2）热处理炉（或其它(qt)设备）须符合于所要进行的热处理（尺寸、有效容积、能力、加热速度、控温系统等）的要求； 3）控温系统须能使有效容积中任何两点间的温变差在规定最大温差之内； 4）温度测量和记录系统应工作良好并应进行定期检查：热电偶每年至少要标定一次：必要时须更换； 5）在规定气氛类型的整个热处理期间应能对气氛进行检测； 6）

7、加热和控温系统检查间隔应不大于6个月。共二十三页焊后热处理3、热处理的检测和记录 a）用热电偶测量温度，这些热电偶放在被处理件的本体（即部件或零件）上，或固定在与零件紧接触的一些试块上。应给热电偶加以防护，使之不受炉温的辐射和炉内气氛的影响。热电偶的数量应能达到以下两点： 确保整个批量、整个部件或要进行热处理的那些部位处于规定的温度范围内。在部件（或其部位）热处理情况下，至少在最厚部位放一根热电偶和在最薄部位放一根热电偶。在包含若干零件构成的批量的情况下，在批量中心(zhngxn)处的那个零件上至少放置一个热电偶。 证实没有有害的温度梯度存在。 如果给加热炉配置了不与批量件、部件和零件相接触的

8、高温计，制造商和供应商就不需要符合上述条款的要求。在此情况下制造商和供应商要提供证明这一种方法与热电偶测量方法相当的证据。此证明要保留给监督者使用。非接触式测温装置要在测量操作条件下标定，标定周期应少于两个月。 此要求不适用于部件的局部热处理。共二十三页焊后热处理b）要连续并自动地记录有关热处理、时间和温度的主要参数及连续进料炉的进料通过速度。不要求对炉外冷却、成形操作和焊接前后的热处理进行连续监督测。整个热处理期间都应检验并符合上述a）的要求。c）热处理炉的结构和工作特性应为在整个热处理件各点“获得的温度”与制造商规定的保温规范之间的最大偏差为15（采购技术要求中有不同的允许温差除外）。 d

9、）各记录卡及测量路线要编号，以便能够(nnggu)确认相关的批量热处理件、部件或焊缝的分段。记录卡要附有表明热电偶位置的略图，以便各测量线路与其位置对应。 e）所有时间、温度和生产量的记录都应保留待查。热处理报告就是指这些记录，并要给出热循环特性，以便能与制造厂热处理工艺中预定的循环相比较。共二十三页焊后热处理4、局部热处理 如果由于尺寸或技术原因，在密闭炉中不能一次热处理整个焊件，则可采用下列方法之一： 在炉中连续分段热处理，加热段的重迭部分至少等于(dngy)1500mm。炉外部份应进行保温，以防止温度梯度对焊件的不利影响。 对重迭区二次热处理应考虑到： 验证材料的力学性能和适用时验证该区

10、域的腐蚀敏感性。 如果涉及到一条或几条焊缝，应考虑到相应的焊接工艺评定。 重迭区不应包括管接头或几何形状不连续的部位（尽可能）。 筒体环焊缝的局部热处理。 这些设备环焊缝的热处理可以分开进行只要加热带不小于材料厚度的4倍。在焊缝的每一侧（从最大焊缝宽度的一面）要求达到热处理温爱的最小加热区域的宽度至少应等于下列两个数值中最小值： 焊缝厚度； 50mm。 共二十三页焊后热处理 带有管接头、支管或其它焊接件的设备周围环焊缝的局部热处理 当必须(bx)对带有管接头或其它焊接件的区域进行局部热处理时，设备的加热区是由与设备轴线垂直的两个平面之间的一个环形筒节组成，它包括了在该区域内要热处理的所有管嘴和

11、焊接件的焊缝，且伸展到这些焊接部件的焊缝外侧的长度至少为材料厚度的两倍。这种方法也适用于补焊的热处理。 设备内部加热法 在设备内部进行加热处理时，要在设备上覆盖一层隔热材料，这种材料可以是最终的保温层。如果设备是密封的，在加热过程中应监测其内压以确保设备没有变形。 3）焊接部件的放置应离焰道足够的距离，火焰不能直接与焊件接触。共二十三页焊后热处理四、装炉前准备事项1、装炉前要校验热电偶和测量仪表，标好热电偶编号，检查热电偶卡具、烧嘴、砂封等是否良好。2、依据待处理件的结构和尺寸，选用合适的垫铁或专用支架，将热处理垫铁或专用支架摆放在台车上，摆放位置应使热电偶位置避开烧嘴，垫平放稳，且和工件接触

12、的部位应垫上石棉(shmin)毡，防止磕碰、划伤工件。3、装炉前，应事先烘炉，满足工件入炉时，炉温为200300。4、使工件位于炉膛中部躲开烧嘴，防止炉膛火焰直接喷射工件。5、点焊偶块前，应在产品点焊处堆焊隔离层，隔离层厚度至少为5mm, 预热温度，层间温度，后热处理温度及时间依据标准和技术条件。焊接偶块时，根据产品技术条件，确定焊前预热温度，焊接后，对焊接部位进行后热处理，后热温度处理和时间按技术条件及相关文件执行（实际工艺中要详细说明对应各附偶位置的焊材牌号、规格预热、后热温度等）。6、检查员及相关人员（监检人员）到现场确认，检查员在施工票上签字后方可入炉。7、如果使用的热处理炉为燃油炉，

13、需事先检查油料存量是否满足完成热处理过程的要求。 共二十三页焊后热处理五、装炉检查1、检查随炉见证件炉、卡号正确与否（如果有），清点随炉见证件数量2、检查工件的摆放位置、方向及热处理炉温度是否满足要求，仪表是否正常3、检查附偶数量和位置及编号(bin ho)，以及焊接偶块操作是否符合要求，保证偶块焊接过程中预热和后热处理满足工艺要求4、确保产品入炉时，温度不低于产品焊接时的最低预热温度。共二十三页焊后热处理六、热处理过程控制1、热处理工要严格按工艺要求，进行升、降温速度及工件保温过程 中的温度控制，得到的热处理曲线应平滑，尽量(jnling)不要有突变点，局部的升、降温速度也不要超过热处理工艺

14、的要求。2、热处理工应做好工况记录，保留记录卡和仪表时间温度曲线。热处理结束后，热处理工和检查员就应在记录卡和仪表时间温度曲线上签字、存档，仪表时间温度曲线上应有相应的焊缝、零件或部件的识别标记。3、热处理保温时间的计算应以焊接技术部规定的要求为准。共二十三页焊后热处理七、出炉后工作 热处理结束后，用核电专用砂轮打磨(d m)去除偶块，禁止直接锤击敲掉。打磨(d m)偶块点固处，打磨(d m)隔离层与邻近母材圆滑过渡。偶块去除后，对焊接区域进行无损探伤，低合金钢表面部位进行磁粉探伤检验，不锈钢堆焊层和镍基部位进行着色探伤检验，满足相关的探伤要求。共二十三页 谢谢(xi xie)各位！共二十三页内容摘要焊接件的焊后热处理。5）在规定气氛类型的整个热处理期间应能对气氛进行检测。6）加热和控温系统检查间隔应不大于6个月。非接触式测温装置要在测量操作条件