三、焊接质量检验
四、焊接热处理
热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构,并获得所需金属的物理、化学和力学性能的一种工艺。
热处理工艺就是通过确定加热温度、保温时间和冷却介质等参数,来达到改善材料性能的目的。
(一)常用热处理方法
1.焊前预热
2.焊后热处理
安装工程施工中,常用的焊后热处理过程主要有退火、回火、正火及淬火工艺。
(1)钢的退火工艺
根据钢材的加热温度、保持时间及冷却状况可分为完全退火、不完全退火、去应力退火三种。
类型 |
方法 |
目的 |
用途 |
完全退火 |
钢件加热到临界点Ac3以上适当温度,在炉内保温缓慢冷却的工艺方法。 |
细化组织、降低硬度、改善加工性能去除内应力。 |
适用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件。 |
不完全退火 |
将钢件加热到临界点Ac1~Ac3或Acm之间适当温度,保温后缓慢冷却。 |
降低硬度、改善切削加工性能、消除内应力。 |
常用于工具钢工件的退火。 |
去应力退火 |
将钢件加热到临界点Ac1以下适当温度,保持一定时间后缓慢冷却。 |
去除残余应力。 |
对于焊接钢件,一般其加热温度为500~550℃。保温时间为2~4h。薄壁、易变形件焊接时,退火温度应低于下限温度。 |
(2)钢的正火工艺
正火是将钢件加热到临界点Ac3或Acm以上适当温度,保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。其目的是消除应力、细化组织、改善切削加工性能及淬火前的预热处理,也是某些结构件的最终热处理。
正火较退火的冷却速度快,过冷度较大,其得到的组织结构不同于退火,性能也不同,如经正火处理的工件其强度、硬度、韧性比退火高,而且生产周期短,能量耗费少,在可能情况下,应优先考虑正火处理。
(3)钢的淬火工艺
淬火是将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定范围内发生马氏体不稳定组织结构转变的热处理工艺。其目的是为了提高钢件的硬度、强度、和耐磨性,多用于各种工模具、轴承、零件等。
(4)钢的回火工艺
回火是将经过淬火的工件加热到临界点Ac1以下适当温度,保持一定时间,随后用符合要求方式冷却,以获得所需的组织结构和性能。其目的是调整工件的强度、硬度、韧性等力学性能,降低或消除应力,避免变形、开裂,并保持使用过程中的尺寸稳定。
低温回火 |
加热到150~250℃回火。 |
得到高的硬度与耐磨性,降低内应力及脆性。 |
用于各种高碳钢的切削工具、模具、流动轴承等。 |
中温回火 |
加热到250~500℃回火。 |
得到好的弹性、韧性及相应的硬度。 |
适用于中等硬度的零件、弹簧。 |
高温回火 |
加热到500~700℃回火(调质处理)。 |
较高的力学性能,钢经调质处理后不仅强度较高,而且塑性韧性更显著超过正火处理的情况。 |
用于重要结构零件。 |
3.热处理方法的选择
(1)焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。
(2)对于气焊焊口采用正火加高温回火处理。
(3)单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊缝。
(4)绝大多数场合是选用单一的高温回火。
【例1】工件经处理后可获得较高的力学性能,不仅强度较高,而且塑性、韧性更显著超过其他热处理工艺,主要用于重要结构零件的调质处理,此种热处理方法为()。
A.高温回火
B.中温回火
C.正火
D.去应力退火
【答案】A
【解析】高温回火。将钢件加热到500~700℃回火,即调质处理,因此可获得较高的力学性能,如高强度、弹性极限和较高的韧性。主要用于重要结构零件。钢经调质处理后不仅强度较高,而且塑性韧性更显著超过正火处理的情况。
【例2】将经淬火的碳素钢工件加热到Ac1(珠光体开始转变为奥氏体)前的适当温度,保持一定时间,随后用符合要求的方式冷却,以获得所需要的组织结构和性能。此种热处理方法为()。
A.去应力退火
B.完全退火
C.正火
D.回火
【答案】D
【解析】回火是将经过淬火的工件加热到临界点Ac1以下适当温度,保持一定时间,随后用符合要求方式冷却,以获得所需的组织结构和性能
【例3】对气焊焊口应采用正火加高温回火处理,其中采用正火处理的目的是()。
A.消除残余应力
B.去氢
C.细化晶粒
D.稳定几何尺寸
【答案】C
【解析】气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,需细化晶粒,故采用正火处理。
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