焊接热处理（焊接热处理炉）

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焊后热处理的作用

焊后热处理的作用是:消除焊接产生的热应力，均匀焊缝和热影响区的组织，细化焊缝和热影响区的晶粒，消除焊接时的氢脆，通过自过热处理使焊缝金属与母材更好地结合(焊接材料的钢种往往与母材不一致，通过加热扩散可以更好地实现zd结合)。

焊后热处理方法

预热是在焊接前将坡口及坡口两端100mm区域加热到预定温度的过程，主要用于降低焊缝的冷却速度和焊接应力，一般用于厚板或硬化倾向高的材料。

后加热是指焊后立即对焊件整体(或部分)进行加热或保温，使其缓慢冷却的工艺措施。后加热的目的是降低焊接接头中，特别是热影响区扩散氢的含量，所以又叫脱氢处理，是焊接某些低合金结构钢时防止延迟裂纹的重要工艺措施。后加热温度一般为200~350℃，时间不少于30分钟。

焊后热处理主要是消除残余应力。

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重要部件、合金钢和厚件的焊接需要焊前预热。焊前预热的主要功能如下:

(1)预热可以减缓焊后冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免氢致裂纹。同时也降低了焊缝和热影响区的硬化程度，提高了焊接接头的抗裂性。

(2)预热可以降低焊接应力。均匀的局部预热或整体预热可以减小焊接区域内被焊件之间的温差(也称温度梯度)。一方面降低了焊接应力，另一方面降低了焊接应变速率，有利于避免焊接裂纹。

(3)预热可以减少焊接结构的约束，尤其是角焊缝。随着预热温度的升高，裂纹的发生率降低。

预热温度和层间温度的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关，还与焊接结构的刚度、焊接方法和环境温度有关，应综合考虑这些因素后确定。此外，钢板厚度方向和焊缝区预热温度的均匀性对降低焊接应力有重要影响。局部预热的宽度应根据待焊工件的约束程度来确定。一般应为焊缝周围壁厚的三倍，且不小于150-200mm。如果预热不均匀，焊接应力不但不会降低，反而会增加。

焊后热处理有三个目的:消除氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。

焊后脱氢是指焊后焊缝未冷却到100℃以下时的低温热处理。一般规格是加热到200~350℃，保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加速焊缝和热影响区氢的逸出，对防止低合金钢焊接裂纹非常有效。

在焊接过程中，由于加热和冷却的不均匀性，以及构件本身的约束或外部的约束，焊接工作结束后，构件中总会产生焊接应力。构件中焊接应力的存在会降低焊接接头区域的实际承载能力，产生塑性变形，严重时甚至导致构件的破坏。

去应力热处理是降低焊接工件在高温下的屈服强度，从而缓和焊接应力。常见的方法有两种:一种是整体高温回火，即将整个焊件放入加热炉中，缓慢加热到一定温度，然后保持一段时间，最后在空气体中或炉内冷却。这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近进行加热，然后缓慢冷却，以降低焊接应力峰值，使应力分布更加平缓，部分消除焊接应力。

一些合金钢材料焊接后，焊接接头中会出现硬化组织，使材料的力学性能恶化。此外，这种硬化结构可能导致接头在焊接应力和氢的作用下失效。热处理后改善了接头的金相组织，提高了焊接接头的塑性和韧性，改善了焊接接头的综合力学性能。

什么是焊后热处理？

焊后热处理

1.焊接残余应力是由焊接引起的焊件温度分布不均匀，以及焊缝金属的热胀冷缩造成的，因此焊接施工不可避免地会产生残余应力。

消除残余应力最常用的方法是高温回火，即将焊件放入热处理炉中加热到一定温度并保持一定时间。通过降低材料在高温下的屈服极限，在内应力高的地方发生塑性流动，弹性变形逐渐减小，塑性变形逐渐增大来降低应力。

焊后热处理对金属抗拉强度和蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响因钢种不同而不同。

2.热处理方法的选择

焊后热处理一般采用单一高温回火或正火加高温回火。气焊接头采用正火和高温回火热处理。这是因为气焊焊缝和热影响区晶粒粗大，需要细化，所以采用正火处理。但单一正火不能消除残余应力，需要高温回火来消除应力。单中温回火只适用于现场组装的大型普通低碳钢容器的组装和焊接，其目的是部分消除残余应力和脱氢。在大多数情况下，选择单次高温回火。热处理的升温和降温不能太快，内外壁要均匀。

3.焊后热处理的加热方法

(1)感应加热。钢铁在交变磁场中产生感应电势，使钢铁因涡流和磁滞现象而发热，即感应加热。目前，工频感应加热设备简单，在工程中应用广泛。

(2)辐射加热。辐射加热是通过热源向金属表面辐射热量，然后金属表面向其他方向传导热量。所以辐射加热时金属内外壁温差大，其加热效果比感应加热差。辐射加热常用火焰加热、电阻炉加热和红外线加热。

什么样的材料需要焊后热处理？

焊后需要热处理的材料:10#、20#、20G、20ANTI-HCI、16Mn、16MnR、09MnNiD、15CrMo、15CrMoG。

为改善焊接接头的组织和性能或消除焊接残余应力而进行的焊后热处理称为焊后热处理。焊接接头的焊后热处理旨在:

(1)降低残余应力。

(2)调整焊接接头的机械性能。

③改善焊缝金属热影响区的金相组织。

焊后应力消除热处理具有以下功能:

(1)减少或消除焊接产生的残余焊接应力。

降低热影响区的硬度。

(3)降低焊缝中扩散氢的含量。

(4)提高焊接接头的塑性。

(5)提高焊接接头冲击韧性和断裂韧性。

(6)提高抗应力腐蚀能力。

(7)提高组织稳定性。

焊后热处理

根据焊接材料和焊接方法的不同，消除焊接缺陷的各种热处理方法称为焊后热处理。

主要有以下几种。

(1)从组织的角度来看

热处理的目的是软化材料的硬化脆性组织，形成具有良好强度和韧性的退火组织，提高焊接接头材料的延性和断裂韧性。

(2)从受力状态来看。

为了消除冷热间的不均匀应力状态，实现焊接应力的松弛，稳定结构的尺寸和形状，需要采用去应力退火或人工时效热处理来恢复材料的性能。

(3)提高耐腐蚀性。

对于奥氏体不锈钢产品，焊接结构和应力会降低材料的耐腐蚀性能，因此必须对焊接区域进行应力消除。

(4)防止热应变时效脆化

焊接后需要进行热处理和退火。

(5)焊后脱氢

主要是加速焊缝中氢的逸出，特别是对于低合金钢焊件。

因此，人工时效只是焊后热处理中消除焊接应力的一种方法。

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