焊后热处理基本知识

焊接接头焊后热处理基本知识培训一、焊后热处理的概念1.1后热处理（消氢处理）：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200℃～350℃保温缓冷的措施。目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。后热温度：200℃～350℃保温时间：即焊缝在200℃～350℃温度区间的维持时间，与后热温度、焊缝厚度有关，一般不少于30min加热方法：火焰加热、电加热保温后的措施：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温NB/T47015-2011关于后热的规定：1.2焊后热处理（PWHT）：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理，内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等。狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火，即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响。1.3压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处理。焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间，然后缓慢降温冷却至室温。目的、作用：(1)降低或消除由于焊接而产生的残余焊接应力。(2)降低焊缝、热影响区硬度。(3)降低焊缝中的扩散氢含量。(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。热处理的方式：整体热处理、局部热处理1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的措施焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化（热涨冷缩）及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的残余应力。1.4.1焊接应力只能降低，不可能完全消除，焊接残余应力形成的的危害：1）影响构件承受静载的能力；2）会造成构件的脆性断裂；3）影响结构的疲劳强度；4）影响构件的刚度和稳定性；5）应力区易产生应力腐蚀开裂；6）影响构件的精度和尺寸的稳定性。1.4.2降低焊接应力的措施1）设计措施：（1）构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量，可减少焊接变形，同时降低焊接应力（2）构件设计时避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力叠加（3）优化结构设计，例将如容器的接管口设计成翻边式，少用承插式2）工艺措施（1）采用较小的焊接线能量（2）合理安排装配焊接顺序（3）层间进行锤击（4）预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸），与焊接区同时拉伸（膨胀）和同时压缩（收缩）（5）焊接高强钢时选用塑性较好的焊条（6）采用整体预热（7）焊后消氢处理（8）采用整体焊后热处理（9）利用振动法消除焊接残余应力二、容器及受压元件应按材料、焊接接头厚度、结构形式、介质和设计要求确定是否进行焊后热处理。GB150-2011中的规定、符合下列条件之一者，应进行焊后热处理：1）焊接接头厚度符合表5规定者2）图样注明有应力腐蚀的容器3）用于盛装毒性为极度或高度危害介质的碳素钢、低合金钢制容器4）相关标准或图样另有规定的NB/T47007-2010中规定：三、焊后热处理方式（NB/T47015-2011）四、焊后热处理要求（GB150）五、焊后热处理工艺（NB/T47015-2011、GB150-2011）六、焊后热处理规范（NB/T47015-2011）七、其它相关规范中关于热处理的要求1.SH/T3501-20117.4焊后热处理7.4.1焊后热处理工艺应在焊接工艺卡中规定，并经焊接工艺评定验证。除设计文件另有规定外，常用钢材焊接接头的热处理温度，宜按表10的规定确定。低温钢焊后热处理应符合SH/T3525的规定。7.4.2对接环焊缝的热处理名义厚度应为焊接接头处较厚的工件厚度。7.4.3支管连接时，热处理厚度应按主管或支管的厚度确定，而不考虑支管连接件（包括整体补强或非整体补强件）的厚度。但如果任一截面上支管连接的焊缝厚度大于表10规定需要热处理的材料名义厚度2倍时，应进行焊后热处理。支管连接的焊缝厚度计算应符合下列规定：a)安放式焊接支管见图4（a），焊缝厚度应取支管的名义厚度Tb和角焊缝的计算有效厚度tc的和，tc应取0.7倍的支管名义厚度或6.4mm两者中的较小值；b)插入式焊接支管见图4（b），焊缝厚度应取主管的名义厚度Th和角焊缝的计算有效厚度tc的和；c)带补强板的安放式焊接支管见图4（c），焊缝厚度应取下列值中的较大值：1)支管的名义厚度Tb和角焊缝的计算有效厚度tc的和；2)补强板的名义厚度Tr和角焊缝的计算有效厚度tc的和；d)带补强板的插入式焊接支管见图4（d），焊缝厚度应取主管的名义厚度Th、补强板的名义厚度Tr和角焊缝的计算有效厚度tc的三者之和。7.4.4用于平焊法兰、承插焊法兰和公称直径小于或等于50mm管子连接的角焊缝、密封焊缝以及管道支吊架与管道连接的角焊缝，如果任一截面的焊缝厚度大于表10规定的需要热处理的材料名义厚度的2倍时，应进行焊后热处理。但下述情况可不要求热处理：a）碳钢材料焊缝厚度小于或等于16mm时，任意厚度的母材都不需要进行热处理；b）铬钼合金钢材料焊缝厚度小于或等于13mm，且母材规定的最小抗拉强度小于490MPa，当预热温度高于表9规定值时，则任意厚度的母材都不需要进行热处理。7.4.5铬钼合金钢和标准抗拉强度下限值等于或大于540MPa钢材的管道焊接接头，焊后应立即进行热处理。否则，焊后应立即均匀加热至300℃～350℃保温缓冷。加热保温范围应与焊后热处理要求相同。7.4.6热处理加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍且不少于25mm。加热范围以外100mm区域内应予以保温。管道两端应封闭。7.4.7热处理的加热速度及冷却速度，应符合下列要求：a)升温至300℃后，加热速度应按5125/T·℃/h计算，且不大于220℃/h；b)恒温期间各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内，其差值不得大于50℃；c)恒温后的冷却速度应按6500/T·℃/h计算，且不大于260℃/h。冷至300℃后可自然冷却。注：T为管子的实际壁厚（mm）。7.4.8异种钢焊接接头的焊后热处理，应按国家现行标准SH/T3526的规定进行。2.GB50235-20103.GB50236-20114.DL/T819-2002