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焊缝热处理的目的是什么?

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焊缝热处理的目的是什么?

焊管在焊接过程中,由于焊接温度过高的因素,使焊缝和高温影响区金属组织发生变化和晶粒粗化、同时还存在很大的内应力。综合这些变化结果,使焊缝区金属的性能与母材(管体)产生很大的差别。而且,焊缝金属的综合性能明显低于管体。为此,通过焊缝热处理来消除差别,使其成为综合性能一致的“无缝焊管”。

(1)、消除焊接产生的内应力
因焊接在焊缝两侧形成的高温影响区,与焊缝和管体形成三个组织、晶粒大小、应力分布完全不同的区域。由于焊缝、高温影响区、管体的加热温度和冷却速度不同,其内部存在的内应力不同,焊缝中内应力大,高温影响区次之,管体内小。当内应力超过屈服极限时,会使金属产生塑性变形,引起焊管弯曲;内应力超过强度极限时,会使金属发生晶界裂纹,裂纹扩展后会使焊缝产生裂纹。而焊缝区金属晶粒粗大,屈服强度和抗拉强度低,容易产生裂纹,其次是高温影响区与管体相比也容易产生裂纹。因此,为了提高焊缝的综合性能通过热处理来消除焊接内应力。通常使用中频加热设备进行高温退火处理或者正火处理方式消除焊缝内应力。


 
(2)、改善焊缝和热影响区金属的组织结构
制造管材的钢带多为热轧控冷正火处理,具有细小的铁素体+珠光体组织;部分微合金化高强度钢带为细小针状铁素体组织。作为焊管用管线钢的化学成分在焊接高温作用下,给焊缝金属带来两种不良的后果,其一是金属的晶粒粗化,导致屈服强度下降和金属脆化;其二由于焊后冷却速度快慢不均,焊缝区冷速慢,铁素体和珠光体组织粗大,高温影响区冷速较快,综合上诉情况,由于晶粒粗化和金属显微组织的变化使焊缝金属脆化,并且与管体金属的组织和性能产生很大的差别。因此,通过焊缝热处理来达到细化晶粒和改变恢复金相组织,减少与管体的差别。

(3)、提高焊管的综合力学性能
焊缝热处理的高目标是使焊缝的冶金质量完全达到母材的水平,实现“无缝焊管”。单独对焊缝进行正火处理或则退火处理无法达到焊缝区域与管体的质量一致,只是做到接近而已。达到质量一致的方式是;使用中频加热设备对焊缝进行感应加热淬火+回火处理,才能使焊缝的综合力学性能达到甚至超过母材,从而实现“无缝焊管”的目标。

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