大型焊接结构的焊后热处理(PWHT)的实践

1.PWHT的课题 PWHT在广义上包括消除应力正火以及完全退火、固熔化热处理、淬火回火、回火等热处理。一般说来,做为代替过去的称之为消除应力退火的SR的这个名词,其含义是:将焊接结构以及焊接区,在所使用的金属材料的相变点以下的温度中,保持均匀加热,从而改善焊接区的性能,消除焊接残余应力等有害影响,随后再保持均匀冷却的热处理方法。为此,在ASME标准中规定,     

油缸缸体的工艺设计

经简易力学分析。对主油缸缸体采用三段锻制，粗加工后手工电弧焊焊接，焊后热处理消除焊接应力。经检验达到无外漏。内泄在规定的绝围内。     

埋弧自动焊焊接H型钢柱的方法和注意事项

焊接十字形断面柱的结构特殊。对制作工艺及焊接变形控制要求较高。在实际生产中采用预先进行应力消除，组对时不加拘束，焊接时分段同向跳焊的方法成功地完成了对这一构件的制作。     

整体炉外热处理法对移动烟罩实施消应力退火

为了解决武钢三炼钢厂烟罩这类大型构件不便于在常规热处理炉内进行热处理的难题，根据有关工艺和标准要求对烟罩实施了整体炉外热处理，施工中采用在烟罩中段外部包扎保温材料，同时在烟罩两端搭设简易炉体的方法对烟罩进行保温，并制定相应的热处理施工工艺，对工件进行消除应力退火。退火后进行的应力测试表明，应用此种退火技术，工件的焊接残余应力的下降率可以达到60％以上，完全可以满足大型工件的消应力退火要求。     

核电站安全壳用SA738Gr.B钢板焊接性能研究

以核电站安全壳用42.5 mm厚SA738Gr.B钢板为试验材料,研究了熔化极气体保护焊焊接过程中的热输入以及焊后热处理对试验钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,随着焊接热输入量的增加,焊接接头的低温冲击功有先增大后减小的趋势;抗拉强度相差不大;而焊后热处理对焊接接头的力学性能影响较小。随着线能量的增大,针状铁素体减小且伴随着一定程度的粗化,粗大的先共析铁素体组织明显增多。焊接热输入量在1.2~2.0 k J/mm范围内焊接时,焊接接头均可获得良好的综合力学性能。焊后消除应力热处理对焊接接头的性能影响不大,当采用较大线能量进行焊接时,建议进行焊后热处理以减小残余拉应力。     

钛合金高压气瓶焊后热处理

等离子弧焊接的钛合金高压气瓶的焊接残余应力较低,对断裂控制影响不大,因此焊后热处理可不以消除残余应力为主要目的。550℃、4h比600℃、2h处理强度高3.4×10~7Pa,故推荐采用前者,真空热处理可改善表面质量和降低氢含量。     

爆炸处理消除焊接残余应力对奥氏体不锈钢焊接接头机械性能的影响

对爆炸处理消除奥氏体不锈钢焊接残余应力前后焊接接头常规机械性能进行对比试验研究，发现爆炸处理在显著消除焊接残余应力的同时，对材料机械性能影响不大。     

湘钢15MnNiNbDR钢板焊接接头性能研究(一)

湘钢通过15MnNiNbDR钢板焊接工艺试验,对焊态焊接接头进行系列力学性能检验及金相组织观察、分析和研究。结果表明:湘钢生产的15MnNiNbDR钢板在实际施焊条件下的焊接接头焊态性能优良,低温冲击韧性良好,为应力消除热处理提供了较好的基础。     

铸铁机链板断裂失效分析

通过铸铁机链板服役时断裂失效分析，发现铸铁机链板的断裂是低于材料强度的脆断，链板在铸造过程中产生的原始裂纹是引起链板脆断的主要原因。同时铸件的成分超标、热处理缺陷、焊接后未消除应力也导致了脆性。     

浅析焊接残余应力及其消除方法

简介了焊接残余应力危害的特点，影响因素、测量及消除残余应力的几种方法，重点论述爆炸法消除焊接残余应力的有关问题。     

焊后热处理在三峡闸门制造中应用

本文阐述了焊接应力的产生及对性能的不良影响，介绍了焊接后热处理的作用。焊后热处理的工艺规定和实施，焊后热处理在三峡船闸闸门及及埋件中的应用效果。     

压力容器用钢焊接残余应力的研究

本文是用小孔释放法(Blind Hole Drilling),测定了两种类型的钢(高强度合金钢A543 Classl及较低强度微合金化钢A737Grade B及A737Grade C)焊件,焊接残余应力的量级和分布,以及消除应力热处理对焊件残余应力的影响。 结果表明:垂直和平行焊缝的残余应力,在表面或接近表面处是张应力,在中心部则为压应力,其最大的残余应力是在垂直于焊缝(横向),焊件厚度的中心处,其数值接近该钢屈服强度。表面的最大残余应力是平行于焊缝,位于焊缝全长的1/2处。 热处理对消除残余应力有明显作用。     

低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板焊接性能试验研究

对低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板进行了焊接冷裂敏感性研究。探讨了从800℃冷却到500℃时Q690CFD钢板焊接粗晶区韧性变化规律。进行了CO2气体保护焊对接接头力学性能试验及焊后550℃×2h消除应力热处理力学性能试验,系统评价了Q690CFD钢板的焊接性能。结果表明,t8/5大于40s后,粗晶区韧性显著降低。Q690CFD钢板配套CO2气体保护焊JL—YJ80M药芯焊丝的预热温度为80℃（钢板厚度为25mm）和100℃（钢板厚度为30mm）,ERIOOS—G实芯焊丝焊接则不用预热。CO2气体保护焊焊接接头性能良好,焊后550℃×2h消除应力热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响。     

超大型底座焊接变形控制

本文对焊接量大，焊后机械加工后要求不变形的大型底座的焊接变形问题进行了分析，制定了防止焊接变形的措施及焊接工艺以及消除焊接残余应力方法。     

400m^3氧气、氮气球罐安装施工工艺

介绍了天钢动力厂制氧机，氧、氮球罐的安装、组装、焊接、无损检测、热处理、水压试验、除锈、刷漆等施工工艺。采用磁粉和射线探伤及采用燃油内燃法进行球罐组焊后消除应力、均匀焊后组织的退火热处理，保证了球罐的施工质量，为天钢施工管理积累了丰富的经验。     

转炉大齿轮焊接分析

针对中碳调质钢35CrMo可焊性较差和齿圈的工作特点,选用力学性能低于母材的E4316焊条,焊前在200℃~250℃整体预热以减缓焊接接头的冷却速度,施焊过程中控制层间温度保持在200℃~250℃。通过改进焊接工艺的方法,制定了较为合理的装配顺序和焊接工艺,及时进行焊后热处理消除焊接残余应力,控制了焊接变形和裂纹的形成,取得了很好的效果。     

热处理对GH3128合金接头组织及力学性能的影响

 核能已经逐渐取代化石能源成为新一代能源,作为重要构件的高温气冷堆中间换热器得到了广泛关注。由于GH3128合金具有较好的焊接性、较高的高温抗氧化性能和组织稳定性,有望成为超高温气冷堆中间换热器的候选材料,但基于换热器结构复杂性以及密封性的要求,焊接是其生产和制造的关键成形手段。采用脉冲钨极氩弧焊(GTAW)对GH3128合金2 mm板材进行对接焊,研究了热处理对焊接焊接接头显微组织以及应力的影响。结果表明,在优化焊接工艺参数下,固溶态板材接头表现出最高的强塑性,室温及高温拉伸断裂位置均为母材。由于热轧态与固溶态板材接头热影响区在焊接过程中产生残余应力,导致该区硬化,在高温变形过程中残余应力诱发热影响区μ相析出,对接头持久、蠕变性能造成不利影响。焊后热处理消除了接头热影响区的残余应力,减少了持久、蠕变过程中μ相的析出,接头持久寿命得以改善。在1 200 ℃下,残余应力可为焊后热处理过程中静态再结晶提供激活能,接头热影响区发生再结晶,硬度下降,接头塑性变形能力不协调,导致室温拉伸与950 ℃拉伸断裂位置均为焊接接头。对固溶态板材试样进行不同的焊后热处理,EBSD扫描结果分析发现,接头经过1 100 ℃×10 min热处理后,残余应力明显消失,温度升高至1 140 ℃后,热影响区开始发生再结晶。     

SR处理对06Ni9DR钢组织性能影响的研究

对一定原始热处理状态与组织结构的06Ni9DR钢板进行了应力消除热处理试验,结果表明,要避免在较高的温度下进行SR处理,减少对力学性能的影响,考虑到钢板的实际回火温度,工程或试验中选择低于560℃对钢板进行应力消除热处理合适。     

爆炸法消除超厚板焊接残余应力的工艺研究

研究了炸药性能、药条尺寸、布药方式以及引爆方式对消除超厚钢板焊接残余应力效果的影响。在此基础上，提出了优化的工艺方案，为爆炸法消除焊接残余应力技术应用到大型或特大型焊接结构上提供了依据。     

浅论GH625合金焊缝的焊后热处理工艺

GH625合金是一种用Cr、Mo固溶强化的镍基合金,采用合适的热处理能促使晶界碳化物析出,在较小范围内可以增加合金的强度.在焊接结构中,热影响区溶合线附近的碳化物溶解和残余应力的恶化作用能使应力腐蚀开裂敏感,存在降低焊件中的残余应力和降低应力腐蚀开裂倾向.降低残余应力常用的方法是焊后热处理,合适的热处理工艺能使晶界碳化物再生,同时焊接残余应力也被降低.