P082 第二章 焊接热处理

2020年造价工程师安装计量教材思维导图

焊接热处理

（一）常用热处理方法

1.焊前预热

1、高压厚壁容器或塑性较差以及淬火倾向很强的焊件，都要进行焊前预热，以防止焊接过程中产生裂纹。 2、预热的作用在于提高焊接接头温度，减少焊缝金属与母材间的温差，降低焊缝冷却速度，控制钢材组织转变，避免在热影响区中形成脆性马氏体，减轻局部硬化，改善焊缝质量。同时由于预热减缓了熔池的冷却速度，有利于排气、排渣，故可减少气孔、夹渣等缺陷。 3、焊件是否需要预热以及预热的温度，应根据钢材的化学成分、板厚、容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料及环境温度等综合考虑。具体情况可参照有关规范。 4、通常情况下，当环境温度低于0℃时，一般除有色金属外都应进行适当预热。 5、对35#、45#钢预热温度可选用150～250℃； 6、含碳量再增高或工件刚性很大时，可将预热温度提高到250～400℃； 7、局部预热的加热范围为焊口两侧150～200mm。 8、对黄铜焊接时，当壁厚为5～15mm，其预热温度为400～500℃；壁厚＞15mm时，预热温度升高到550℃。

2.焊后热处理

(1)钢的退火工艺。

1）完全退火。

1、完全退火是将钢件加热到临界点Ac3（对亚共析钢而言，是指珠光体全部转变为奥氏体、过剩相铁素体也完全消失的温度）以上适当温度，在炉内保温缓慢冷却的工艺方法。 2、其目的是细化组织、降低硬度、改善加工性能、去除内应力。 3、完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件等。

2）不完全退火。

1、不完全退火是将钢件加热到临界点Ac1～Ac3或Acm（Ac1是指碳素钢加热时，珠光体开始转变为奥氏体的温度；Acm是指过共析钢中，珠光体完全转变为奥氏体、过剩相渗碳体也全部溶解的温度）之间适当温度，保温后缓慢冷却的工艺方法。 2、其目的是降低硬度、改善切削加工性能、消除内应力。 3、常用于工具钢工件的退火。

3）去应力退火。

1、去应力退火是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的方法。 2、其目的是为了去除由于形变加工、机械加工、铸造、锻造、热处理及焊接等过程中的残余应力。 3、对于焊接钢件，一般其加热温度为500～550℃。保温时间为2～4h。

( 2）钢的正火工艺 。

1、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，得到珠光体基体组织的热处理工艺。 2、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。 3、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、韧性较退火为高，而且生产周期短，能量耗费少．故在可能情况下．应优先考虑正火处理。

(3）钢的淬火工艺。

1、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。 2、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。

1、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。 2、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。

按加热温度的不同划分

1)低温回火。

1、将钢件加热到150～250℃回火，稳定组织，以得到高的硬度与耐磨性，降低内应力及脆性。 2、主要用于各种高碳钢的切削工具、模具、滚动轴承等的回火处理。

2)中温回火。

1、将钢件加热到250～500℃回火，使工件得到好的弹性、韧性及相应的硬度， 2、一般适用于中等硬度的零件、弹簧等。

3)高温回火。

1、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、弹性严限和较高的韧性，主要用于重要结构零件。 2、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。

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。 5、高温回火温度范围为500～780℃。

（二）焊后热处理的加热方法

1.感应加热

1、钢材在交变磁场中产生感应电势，因涡流和磁滞作用使钢材发热，即感应加热。 2、现在工程上多采用设备简单的工频感应加热，其中中频感应加热具有效率高、省电、升温速度快、调节方便、无剩磁等优点，但设备结构复杂、成本高、维护困难。

2.辐射加热

常用的辐射加热方法

火焰加热法

电阻炉加热法

红外线加热法

1、采用氧和乙炔气燃烧产生的高温作为局部焊后热处理方法， 2、采用╳╳╳╳╳╳╳╳ 柴油加热内燃法作为整体焊后热处理方法。

电阻炉是目前小管道焊缝热处理广泛采用的加热设备，虽然加热效果不及感应加热，但设备简单，使用方便。

1、红外线加热即是把能量转换为波长2～20µm的红外线形式辐射到焊件上，使焊件表面吸收了红外线自身发热，再把热量向其他方向传导。 2、红外线加热可适用于各种尺寸、各种形状的焊接接头的热处理，加热效果仅次于感应加热。