專利名稱：：一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法。技術(shù)背景近年來(lái)，隨著巻板的質(zhì)量和鋼級(jí)不斷提高，對(duì)焊縫質(zhì)量的要求也更加嚴(yán)格，焊縫的組織性能是焊接質(zhì)量好壞最為直接的證明。在高鋼級(jí)焊縫的檢查中發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的組織性能與母材的組織性能有很大的差別，一般焊縫、熱影響區(qū)的晶粒度都在零級(jí)附近，而母材的晶粒度都在十級(jí)以上，造成了焊縫應(yīng)力集中存在。焊縫的應(yīng)力集中大大降低了焊縫的質(zhì)量，對(duì)焊縫的耐腐蝕和塑性韌性有很大影響。為了消除焊縫的應(yīng)力集中，改善焊縫的耐腐蝕和塑性韌性，必須改變焊縫組織的性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，通過(guò)對(duì)焊縫按一定的工藝條件進(jìn)行加熱和碾壓處理，實(shí)現(xiàn)細(xì)化焊縫晶粒，消除焊縫殘余應(yīng)力，提高焊縫塑性韌性，使焊縫獲得與母材基本一致的組織和力學(xué)性能。本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路(1)加熱溫度是決定形變熱處理效果的重要因素。對(duì)于板板對(duì)接焊縫，利用短時(shí)快速高效加熱方式使焊縫、熱影響區(qū)快速達(dá)到相變溫度并完全奧氏體化，晶粒來(lái)不及漲大，可以很大程度的細(xì)化焊縫和熱影響區(qū)的組織晶粒度。加熱溫度應(yīng)該控制在700°C-1000°C，最佳溫度在750°C-850。C之間，在該溫度區(qū)間形變熱處理過(guò)的焊縫、熱影響區(qū)的組織均勻、晶粒度與母材一致，可達(dá)到12級(jí)左右。(2)板板對(duì)接焊縫一般只需碾壓1-3次，碾壓次數(shù)過(guò)多會(huì)造成焊縫和熱影響區(qū)組織粗大、不均勻，使顯微硬度上升超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，造成不合格。本發(fā)明的技術(shù)解決方案采用中頻感應(yīng)加熱方式將焊縫快速、均勻加熱到相變溫度以上，在此溫度下迅速對(duì)焊縫進(jìn)行碾壓，在碾壓力和溫度的作用下，使對(duì)接焊縫晶粒細(xì)化，焊縫的性能得到改善，達(dá)到與母材基本一致的程度。本發(fā)明所述的一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法是-①采用中頻感應(yīng)加熱方式，對(duì)焊縫正面進(jìn)行加熱，加熱速率30°C/s-100°C/s，使焊縫整體溫度達(dá)到70(TC-100(TC后停止；②在700°C-IOO(TC溫度下采用碾壓輥沿焊縫縱向快速碾壓焊縫，碾壓速度為300-500mm/s;③調(diào)整碾壓壓力和碾壓次數(shù)，直至碾壓后焊縫余高《0.4mm。所述碾壓壓力為4-7t，碾壓次數(shù)為1-3次。所述碾壓溫度在750°C-85(TC之間。本發(fā)明在對(duì)悍縫正面進(jìn)行加熱前，先采用電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行預(yù)熱后保溫，使焊縫背面溫度達(dá)到30crc-5ocrc，并且在快速碾壓焊縫過(guò)程中繼續(xù)通過(guò)電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行加熱保溫，使碾壓過(guò)程中沿焊縫縱向溫度差小于20°C，以保證焊縫獲得與母材基本一致的組織和力學(xué)性能。本發(fā)明通過(guò)對(duì)焊縫按一定的工藝條件進(jìn)行加熱和碾壓處理，細(xì)化焊縫晶粒，消除焊縫殘余應(yīng)力，提高焊縫塑性韌性，改善了悍縫的組織性能，使焊縫晶粒度由原來(lái)的0級(jí)左右提高到12級(jí)左右并與母材接近，使焊縫獲得與母材基本一致的組織和力學(xué)性能。圖1為形變熱處理前試樣母材組織效果圖(F+P)，圖2為形變熱處理后試樣母材組織效果圖(F+P)，圖3為形變熱處理前試樣焊縫組織效果圖(F+B+P)，圖4為形變熱處理后試樣焊縫組織效果圖(F+P)，圖5為形變熱處理前試樣熱影響區(qū)組織效果圖(F+B+P)，圖6為形變熱處理后試樣熱影響區(qū)組織效果圖(F+P)，具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖l、2、3、4、5、6描述本發(fā)明的實(shí)施例。1、改變焊縫組織性能的形變熱處理方法一①先釆用電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行預(yù)熱后保溫，使焊縫背面溫度達(dá)到300°C-500。C;②釆用中頻感應(yīng)加熱方式，對(duì)焊縫正面進(jìn)行加熱，加熱速率30°C/s-100°C/s，使焊縫整體溫度達(dá)到700'C-IOOCTC后停止；③在750°C-950'C溫度下采用碾壓輥沿焊縫縱向快速碾壓焊縫，碾壓速度為300-500mm/s;碾壓壓力為4-7t，碾壓次數(shù)為1-2次，直至碾壓后焊縫余高《0.4mm。并且在快速碾壓焊縫過(guò)程中繼續(xù)通過(guò)電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行加熱保溫，以保證碾壓焊縫過(guò)程中沿焊縫縱向溫度差小于2(TC。2、改變焊縫組織性能的形變熱處理方法二①采用中頻感應(yīng)加熱方式，對(duì)焊縫正面進(jìn)行加熱，加熱速率3CTC/s-100。C/s，使焊縫整體溫度達(dá)到700°C-IOO(TC后停止；②在70(TC-85(TC溫度下采用碾壓輥沿焊縫縱向快速碾壓焊縫，碾壓速度為300-500mm/s;碾壓壓力為4-7t，碾壓次數(shù)為1-3次，直至碾壓后焊縫余高《0.4mm。3、應(yīng)用本發(fā)明對(duì)連續(xù)油管板板對(duì)接焊縫進(jìn)行形變熱處理(1)試樣為連續(xù)油管CT80鋼級(jí)板板MAG對(duì)接焊縫和連續(xù)油管CT80鋼級(jí)板板TIG對(duì)接焊縫。①化學(xué)成分:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>②對(duì)接焊縫的焊接工藝:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(2)對(duì)接焊縫的形變熱處理工藝:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(3)對(duì)接焊縫形變熱處理效果①經(jīng)過(guò)形變熱處理過(guò)的焊縫、熱影響區(qū)的組織均勻，晶粒度與母材一致，可達(dá)到12級(jí)左右。②經(jīng)過(guò)形變熱處理的焊縫其抗拉強(qiáng)度提高，屈服強(qiáng)度下降，延伸率增大，屈強(qiáng)比降底，顯微硬度下降，使焊縫獲得與母材基本一致的組織和力學(xué)性能。權(quán)利要求1、一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，其特征是采用中頻感應(yīng)加熱方式將焊縫快速、均勻加熱到相變溫度以上，在此溫度下迅速對(duì)焊縫進(jìn)行碾壓，在碾壓力和溫度的作用下，使對(duì)接焊縫晶粒細(xì)化，焊縫的性能得到改善，達(dá)到與母材基本一致的程度。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，其特征是①采用中頻感應(yīng)加熱方式，.對(duì)焊縫正面進(jìn)行加熱，加熱速率30'C/s-100°C/s，使焊縫整體溫度達(dá)到700。C-ioocrc后停止；②在700°C-IOO(TC溫度下采用碾壓輥沿焊縫縱向快速碾壓焊縫，碾壓速度為300-500mm/s;③調(diào)整碾壓壓力和碾壓次數(shù)，直至碾壓后焊縫余高《0.4mm。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，其特征是所述碾壓壓力為4-7t，碾壓次數(shù)為1-3次。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，其特征是所述碾壓溫度在750'C-85(TC之間。5、根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，其特征是對(duì)焊縫正面進(jìn)行加熱前，先采用電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行預(yù)熱后保溫，使焊縫背面溫度達(dá)到30(TC-500°C，并且在快速碾壓焊縫過(guò)程中繼續(xù)通過(guò)電熱裝置對(duì)焊縫背面進(jìn)行加熱保溫，以保證碾壓焊縫過(guò)程中沿焊縫縱向溫度差小于2(TC。全文摘要一種改變焊縫組織性能的形變熱處理方法，采用中頻感應(yīng)加熱方式將焊縫快速、均勻加熱到相變溫度以上，在此溫度下迅速對(duì)焊縫進(jìn)行碾壓，在碾壓力和溫度的作用下，使對(duì)接焊縫晶粒細(xì)化，焊縫的性能得到改善，達(dá)到與母材基本一致的程度。本發(fā)明通過(guò)對(duì)焊縫按一定的工藝條件進(jìn)行加熱和碾壓處理，細(xì)化焊縫晶粒，消除焊縫殘余應(yīng)力，提高焊縫塑性韌性，改善了焊縫的組織性能，使焊縫晶粒度由原來(lái)的0級(jí)左右提高到12級(jí)左右并與母材接近，使焊縫獲得與母材基本一致的組織和力學(xué)性能。文檔編號(hào)C21D9/00GK101215625SQ200810017388公開(kāi)日2008年7月9日申請(qǐng)日期2008年1月18日優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日發(fā)明者丁曉軍,嚴(yán)繼軒,晗余,張錦剛,楊志孝,楊忠文,樊東海,畢宗岳,田小江,凱石,談樹(shù)美申請(qǐng)人:寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司