焊接构件热处理工艺控制要点

  为确保焊接构件性能与质量，提高焊缝金属的塑性，消除或减少焊接残余应力，防止产生裂纹，必要时需对焊接构件进行热处理。根据热处理工序与焊接工序的先后顺序，常把焊接构件的热处理分为预热处理、后热处理和焊后热处理3种。
  1.预热处理
  预热处理是在焊接前对结构件进行整体或局部加热。其目的是减缓焊接接头加热时温度梯度及冷却速度，适当延长焊接接头从800?℃降到500?℃ 的冷却时间，以利于焊缝中氢的逸出，减少产生淬硬组织，防止冷裂纹的产生。此外，对构件进行整体预热，还能适当提高焊件温度分布的均匀性，减小内应力。
  预热温度的确定可以通过经验公式计算，也可以参考有关的实验数据。需注意的是：这些计算公式或实验数据都是在一定的试验条件下，根据不产生裂纹的低预热温度而确立的，因此选用时应特别注意其适用范围，以免造成不必要的损失。预热温度过高，不仅增加成本，而且会使焊工的劳动条件恶化。因此，在能满足工艺要求的条件下，应尽可能采用较低的预热温度。在对多层焊构件进行层间加热时，为防止延迟裂纹产生，其层间温度不应低于预热温度，否则不能有效防止延迟裂纹的产生。
  2.后热处理
  后热处理是在焊接停止后，立即用预热装置加热焊件或焊接区，并保持一定时间。其目的是使焊缝金属中的氢充分逸出，防止裂纹的产生。实际应用中，对强度等级较高的低合金钢和厚度较大的焊接构件，后热处理防止裂纹产生的效果更为明显。
  选择合理的后热处理温度，可在一定程度上降低预热温度（一般可降低50?℃），甚至取消预热。降低预热温度有利于改善工人的劳动条件，提高生产效率，降低能耗，同时可减少因预热温度过高而产生热裂纹等缺陷的机会。
  一般情况下，后热处理的温度越高，所需的保温时间就越短。为避免国内一些常见低合金高强钢（包括抗拉强度在800?MPa以下的调质钢）后热处理时产生裂纹，后热处理温度和时间应选择适宜（参考焊接手册的试验数据）。
  3.焊后热处理
  焊后热处理是在焊接构件焊接完成后，对其进行整体或局部热处理。其目的是改善金属的组织和性能，降低焊接残余应力，软化焊接热影响区的淬硬组织，提高焊接接头韧性以及结构的几何稳定性。根据焊后热处理目的不同，可将其分为去除应力热处理、焊后退火、正火、淬火、低温去除应力等。
  焊后热处理对低碳钢等钢材有提高其韧性的作用，但对一些高强度钢可能会有降低其韧性作用。对于调质高强度钢，若热处理温度超过回火温度，材料就会失去原有的调质效果，从而导致钢材强度和韧性下降。
  此外， 在对焊接构件进行整体热处理时，必须确保加热温度的均匀性，并严格控制热处理工艺过程。否则，不但不能减小残余应力，而还可能因温度不均匀而使应力增大。
  尽管焊接构件的热处理工艺较为复杂，只要目的明确，方法得当，对不利的影响因素做到防范于蔚然，就一定能够制造出合格的产品。
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