全焊接球閥焊(hàn)前預熱及焊後熱(rè)處理對于保證全焊接球閥焊接質量非(fēi)常重要。重要構件的(de)焊接、合金鋼的焊接及厚部件的焊接,都要求在焊前必須預熱。焊前(qián)預熱的主要作用(yòng)如下(xià):
1、預熱能減緩焊後的(de)冷卻速度,有利于全焊接(jiē)球閥焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出,避免産生(shēng)氫緻裂紋。同時也減少焊縫及熱影響區的淬(cuì)硬程度,提高(gāo)了焊接接(jiē)頭的抗裂性。
2、預(yù)熱可降低焊接應力(lì)。均勻地局部預熱或整體預熱,可(kě)以減少焊接(jiē)區域被焊工件之間的溫度差(也稱為溫度(dù)梯(tī)度)。這(zhè)樣,一(yī)方面降低了(le)焊接應力,另一方(fāng)面,降低了(le)焊接應變速率,有利于避(bì)免産生焊接(jiē)裂紋。
3、預(yù)熱可以降低焊接結構的拘束度,對降低角接接頭的(de)拘束度尤為明顯,随着預熱溫度的提高,裂紋發生率(lǜ)下降。
預熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼材(cái)和焊條的化學成分有(yǒu)關,還與焊接結構的剛(gāng)性、焊接方法(fǎ)、環境溫度(dù)等有關,應綜合考慮(lǜ)這些因素後确(què)定(dìng)。另外(wài),預熱溫度在(zài)鋼材闆厚方向的均勻性和(hé)在焊縫區域(yù)的均勻性,對降(jiàng)低焊接應力有着重要的影響。局部預熱的寬度,應根據被焊工件的拘束度情況而定,一般應為焊縫區(qū)周圍各三倍壁厚,且不得少于150-200毫米。如果預熱不均勻,不但不減少焊接應(yīng)力,反而會出現增大焊接(jiē)應力的情況。
全(quán)焊接球閥(fá)焊後(hòu)熱處(chù)理的目的有三個:消氫、消除焊接應力、改善焊縫組織(zhī)和綜合性能。
全焊接球閥焊後消(xiāo)氫處理,是指在焊接(jiē)完成以後,焊縫尚未冷(lěng)卻至100℃以下時,進行的低溫熱(rè)處理。一般規範為加熱到200~350℃,保(bǎo)溫2-6小時。焊後消氫處理的主要作用是加快焊縫(féng)及熱影響區(qū)中氫的逸出,對于防止低合金鋼焊接時産生焊(hàn)接裂紋的效果極為顯著。
在焊接過程中,由于加熱和冷卻(què)的(de)不(bú)均勻性,以及構(gòu)件本身(shēn)産生拘束(shù)或外加拘束,在(zài)焊接工作結束後,在(zài)構件(jiàn)中總會産(chǎn)生焊接應力。焊接應力在構件中的(de)存在,會降低焊接(jiē)接頭區的實際承載能力,産生塑性變(biàn)形,嚴重時,還會(huì)導緻構件的破壞(huài)。
消應力熱處理是使焊(hàn)好的工件(jiàn)在高溫狀态下,其屈服強度下(xià)降,來達到松弛焊接(jiē)應力的目的。常用(yòng)的方法有兩種:一是整體高溫回火,即把焊(hàn)件整體(tǐ)放入加熱爐(lú)内,緩慢加熱到一定溫度(dù),然後保溫一段(duàn)時間,最後在空氣中或爐(lú)内(nèi)冷卻。用這種方法可以消除80%-90%的焊接應力。另一種方法(fǎ)是局部高溫回火,即隻對焊縫及其附近(jìn)區域進行加(jiā)熱,然後緩慢冷卻(què),降低(dī)焊接應力的峰值(zhí),使應力分布比較平緩,起到部分消除焊(hàn)接(jiē)應力的目的。
有些合金(jīn)鋼材料的全焊接(jiē)球閥在焊接以後(hòu),其焊接接頭會出(chū)現淬硬組織,使材料的機械性(xìng)能變(biàn)壞。此外,這種淬硬(yìng)組織在(zài)焊接應力及氫的作用下(xià),可能導緻接頭的破壞。如果經過熱處理以後,接頭的金相組織得到改善,提高了焊接接頭(tóu)的塑(sù)性、韌性,從而改善了(le)全焊接球閥焊接接頭的綜合(hé)機械性能。