焊接熱處理范文
時間：2023-03-15 06:17:26
導語：如何才能寫好一篇焊接熱處理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
中圖分類號：TG404 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0084-02
在全球經濟一體化趨勢的影響下，各行各業的生產和能源消費對于全球能源可持續發展都會產生不同程度的影響，為了適應節能減排的目標，必須要從能源消耗較大的工業著手。焊接工藝作為現代工藝中一項常用的技術，其在材料、技術等方面都有著較高的消耗，一直以來都是高耗能行業，基于此，必須要注重對焊接工藝的科學處理，才能實現能源的節約。
1 影響焊接殘余應力的主要因素
1.1 焊接原材料的影響
隨著原材料的熔化溫度變化，焊接的殘余應力也會相應發生變化。其溫度越高、殘余應力就越大。同時，對殘余應力大小的影響因素還包括：線膨脹系數、屈服強度、彈性模量等。原材料的種類不同，由此產生的變化也有所區別。當膨脹系數處于高溫條件下，其溫度就會持續上升，此時為線性增加狀態；屈服強度、彈性模量等都會隨著原材料類型的不同而表現出不同的反應。
1.2 焊接參數的影響
在相對正常的焊接條件下，若想確保焊接電流不產生任何變化，則需要提高焊接效率，此時將延長焊接的溫度場，同時增加了焊接的梯度，此時焊接殘余應力就會加大。若想確保焊接的速度不發生改變，則提高焊接電流強度，此時焊接的溫度場就會變寬、加長，增加溫度梯度，焊接的殘余應力也相應加大。
1.3 焊接熱源的影響
在結構焊接過程中，一般只采取局部加熱方法，但是熱源中心的溫度一般較高，由于焊縫與焊件不同點之間的距離存在差異，因此在加熱的瞬間，各點溫度會產生變化，溫度場也可能有所改變。由于加熱并不是均勻進行，焊件的溫度梯度有所增加，對焊接殘余應力大小造成影響。如果在自然條件下完成焊件的冷卻，此時溫度由800℃降低到500℃，無論是焊接的殘余應力還是應變力大小，都會受到影響，需加強重視。
1.4 焊接比容的影響
當鋼材結構經過加熱或者冷卻之后，就會產生相變作用，由此變化也會引發比容、性能等改變。一般情況下，如果溫度已經上升到700℃以上，那么鋼材就會由奧氏體轉變為鐵素體，但是對殘余應力的影響可以忽略不計。在冷卻過程中，由于溫度大幅度降低，冷卻的速度也有所改變，此時合金數量、碳元素數量等增加，鋼結構在低溫狀況下發生相變，此時體積快速膨脹，就會產生殘余應力。
2 焊接殘余應力對構件的危害
在構件焊接過程中，由于受到應力重分布或者二次變形等影響，在介質、溫度等作用下，殘余應力將對結構性能造成多方面影響，分析如下。
2.1 降低焊接結構的靜力強度
當結構受到一定承載力之后，會表現出充足的塑性變形能力。隨著荷載力的大幅度增加，此時屈服強度的區域應力也有所增加，而不符合屈服強度的區域應力也會發生變化。在這種情況下，焊接殘余應力不會對靜力強度造成影響。但是在相反的狀態下，當結構受到承載作用之后沒能表現塑性變形能力，則焊接殘余應力就會對結構靜力強度造成影響。
2.2 削弱焊接結構的疲勞強度
當處于循環性的荷載作用下，如果存在一定的焊接殘余應力，那么應力循環過程可能出現偏移，此時平均值發生變化，而幅值則保持不變。此時，平均值與極限幅值之間具有反比例關系。因此，拉伸焊接的參與應力集中在應力產生的部位，削弱疲勞強度。
2.3 造成焊接結構的剛度不足
在焊接結構中，如果存在焊接殘余應力及荷載作用，就會造成應力的疊加現象，此時材料可能達到屈服的極限點。但是在材料塑性性能中，無法將這一特性表現出來，局部應力就會大幅度增加，結構不能繼續承載力的作用，此時材料結構中有效承載面積大幅減少，結構的剛度也會降低。在實際工程運行過程中，由于校正焊縫及火焰等，都會產生一定的焊接殘余應力，如果火焰校正較為頻繁，那么經過加載之后就會產生變形，并且卸載之后也會存在回彈性不足的問題。
2.4 引發應力腐蝕開裂問題
在拉應力與腐蝕介質的共同作用下，如果發生介質材料裂縫，就被稱作應力腐蝕開裂。由于拉應力的大面積存在，此時金屬表面的腐蝕鈍化膜破壞力也會加大，而殘余拉應力和拉應力之間形成疊加作用，加速腐蝕與斷裂。
3 焊接后熱處理技術的應用機理
由于焊接熱源對構件產生不均勻的加熱或者冷卻，同時也會引發不均勻的塑性流動，那么構件焊接之后就會產生彈塑性應變，進而引發焊接殘余應力。在焊接過程中，局部熱量的不均勻輸入可能造成焊縫區熔化現象，在焊接區的溫度與相鄰區域的溫度偏高，此時形成正溫差，而熔池附近的高溫區材料熱膨脹作用受到影響，高溫區材料會形成不均勻的壓縮塑性變形現象。
在構件冷卻的過程中，部分材料已經發生塑性變形作用，而受到周圍環境、因素等制約，不能進行自由收縮，在一定程度上受到拉伸作用，產生拉應力。同時，熔池發生凝固作用，已經形成焊縫的金屬受到冷卻收縮作用，也會形成一定的拉
應力。
采取焊接后熱處理技術，主要針對產生殘余應力的原因，在進行焊接之前采取預熱方法，減少金屬試板與焊接焊縫之間的溫度差，那么在焊接工程中，產生極小的原材料與焊縫不均勻變形問題；在進行冷卻過程中，主要應用保溫棉，此時原材料與焊縫之間的溫度較為接近，材料整體冷卻，形成均勻變形，產生較少的焊接殘余應力。
4 焊接后熱處理技術的應用數值模擬
4.1 溫度場數值的模擬
通過采取焊后熱處理技術，可確保整個焊接結構根據一定的加熱速度進行升溫，保持一定的時間之后，將變形金屬實現再結晶，進而產生全新等軸晶粒，此時可基本消除晶體缺陷，合理控制金屬的強度，提高韌性，而殘余應力也因此能夠釋放并消除。為了更好地獲取熱處理過程的溫度場模擬值，可將熱處理過程分為不同的溫度階段，結合各個階段的升溫與降溫實驗，采取有限元軟件對不同階段的熱源進行計算，并在模型中實行模擬運用，最終獲得精確的溫度場值。通過數值模擬曲線的觀察，確定不同階段的溫度控制能否符合焊后熱處理的標準與規范，進入保溫階段之后，接頭部位的溫度均符合標準。
4.2 應力場數值的模擬
將焊件焊接之后的殘余應力場分布狀況，以初始狀態導入模型中，對溫度的變化過程進行記錄，了解歷史事件并讀取各個節點的溫度數據、應力數據等，將相應的數據值加載到模型中，運用熱塑性理論，充分考慮溫度場、組織轉變場等影響作用，對焊后熱處理過程的殘余應力分布進行計算。為了客觀了解熱處理后殘余應力的分布狀況、數值大小等，與焊后殘余應力進行對比，一般焊后殘余應力的峰值在熱影響區域的附近，經過采取消應力的熱處理技術，殘余應力的峰值有所降低，此時位置不會發生變化。當完成熱處理過程之后，距離焊縫較遠的原材料區域殘余應力值逐漸上升，直到100 Mpa左右。這主要由于受到熱處理的作用，殘余應力逐漸釋放并重新組織、分配。對于焊接接頭位置的焊后等效殘余應力來說，其峰值處于內表面約10 mm-12 mm左右，屬于打底焊道位置，該位置的坡口尺寸較小，受到一定的約束力作用，在快速冷卻的狀態下收縮量就會增加；當外表面的等效殘余應力值達到最低點時，內表面的殘余應力峰值就會增加，而采取焊后熱處理技術，則可有效控制殘余應力峰值，其降低幅度高達30%-50%，確保焊接殘余應力處于平穩狀態。
5 結論與思考
本文通過分析焊接殘余應力的影響因素、產生危害等，對焊接后熱處理技術的應用進行探討，最終獲得如下結論：1）在進行熱處理過程中，如何確定保溫溫度并控制溫差范圍，對最終的熱處理效果產生直接影響，需加強重視；2）根據熱彈塑性理論與有限元分析程序，充分考慮溫度場與組織轉變場等影響作用，通過采取三場耦合的有限元計算模式，實現焊后熱處理技術的分布計算；3）運用有限元計算方法，可更加精確地掌握焊后熱處理技術在殘余應力分布中的影響規律，可較好地保障應力消除效果。
參考文獻
[1]徐富家，呂耀輝，徐濱士.焊接快速成形金屬零件的殘余應力與變形[J].焊接技術，2011（1）.
[2]潘華，方洪淵.局部加載拉應力對平板焊接殘余應力場的影響[J].焊接學報，2008（8）.
[3]李均峰，宋天民，張國福，等.逆焊接消除焊接殘余應力工藝及機理研究[J].熱加工工藝，2008（13）.
[4]王巖，宋天民，張國福，等.逆焊接處理對不同材料抗應力腐蝕性能的影響[J].遼寧石油化工大學學報，2007（3）.
篇2
關鍵詞：P92鋼 焊接工藝 裂紋
為了提高機組的運行效率，火電機組運行參數（蒸汽、壓力）和機組容量在不斷增加，從而對耐熱鋼提出了更為苛刻的要求。新型鐵素體耐熱鋼T/P92鋼的開發應用，正是超臨界百萬千瓦級別發電機組的關鍵技術之一。
P92鋼是在積累大量P91鋼長期運行數據的基礎上，又在對P91鋼繼續研究下提出的新一代熱強鋼，其主要特點是添加了鎢元素，降低鉬等降低鋼高溫穩定性的元素含量，使其高溫穩定性得以大幅提高。由P92鋼CCT曲線可以看出，T/P92鋼在較寬冷卻速度范圍內都會發生馬氏體轉變，在焊接過程會出現冷裂紋及脆化現象。為降低裂紋傾向，改善焊縫組織及性能，必須采取合理的焊接及熱處理工藝，保證焊縫馬氏體得到充分回火，使P92鋼焊縫熱處理后為單一的回火馬氏體組織。為適應我國火電建設需要，提高P92鋼焊接技術水平，因此，掌握其焊接工藝特點和熱處理方法勢在必行。
一、可焊性分析
1.焊縫韌性低
P92鋼焊接時熔敷金屬中的Nb、V等微合金化合元素仍會大部分固溶在金屬中，固溶強化降低了焊縫韌性，且W的存在更加劇了焊縫韌性的降低。另外，如果焊接線能量輸入過大，熔池高溫停留時間較長，過熱金屬晶粒會嚴重長大，直接影響焊縫抗沖擊承載能力。
2.焊接冷裂紋
雖然T/P92鋼的C、S、P等元素質量含量低，且具有晶粒細、韌性高的特點，焊接冷裂紋傾向大為降低，但仍還有一定傾向，應嚴格控制預熱溫度，焊后及時熱處理。
二、P92鋼焊接工藝
1.焊接方法
P92小管焊口采用全氬弧焊GTAW；P92大管焊口采用氬弧焊打底/手工電弧焊蓋面。
2.焊接材料
焊絲選用ThermanitMTS616－ER90S-G，φ2.4；焊條ALCROMOCORD92，φ2.5、φ3.2。
3.焊接工藝參數
焊接參數垂直固定時偏上限選取，水平固定焊及小徑管偏下限選取。大徑管氬弧焊打底至少2層，φ2.5mm焊條焊2層，然后使用φ3.2mm焊條。
4.溫度控制
小口徑焊口選用便攜式遠紅外測溫儀，大中徑厚壁采用電腦控溫。測溫方法：預熱溫度在坡口內測量，層間溫度在起焊點前50mm處測量。
5.焊前預熱
5.1預熱方法
P92小管焊口采用火焰預熱，火焰距離焊口10mm以上，噴嘴移動均勻，不得長時間在同一位置停留，防止氧化或對母材增碳，加熱寬度每側不小于100mm；P92焊口采用電加熱預熱，每側加熱寬度為母材壁厚的3倍，且不小于100mm。在溫度記錄儀顯示到達預熱溫度后，應保持該溫度30min后方可開始焊接，以保證預熱溫度的勻透性，減小溫度梯度。
5.2預熱溫度和層間溫度
焊接過程中可以將溫度降至200℃左右，這樣有利于層間溫度的控制。
5.3升降溫速度
大中徑厚壁管道升降溫速度按6250/δ計算，滿足升溫速度80～150℃/h，降溫速度≤150℃/h。
5.4P92焊口應盡量一次性連續焊完
如果特殊情況一次焊接未能完成，而夜間未安排施工，可將層間溫度控制在80～100℃，第二天熱處理人員提前再將溫度升到預熱溫度；或在當天焊接結束后，將溫度降到80～100℃，恒溫2h后，再將溫度升到預熱溫度，盡量保證馬氏體轉變過程。
6.背部充氬
對口前，在管內距坡口中心兩側各200～300mm處用可溶紙封堵做成密封氣室，對口后，在坡口處間隙處用保溫棉進行封堵，然后向管內充氬排盡氣室內空氣。焊接時撥開一段焊接一段，最后打底焊接收口時，注意調節控制好氬氣流量大小，確保打底焊接質量。開始充氬氣流量可為10～20L/min，施焊過程中應保持在8～10L/min。
7.直徑194mm以上的P92焊口采用兩人對稱焊，打底時相互配合，一名焊工施焊，另一名焊工用手電筒觀察焊縫背面的透度情況，發現問題及時處理。
8.T/P92鋼對線性能量輸入十分敏感，需嚴格控制焊接溫度
電弧焊最大焊條選φ3.2mm，焊層厚不大于焊條直徑，焊道寬度不大于焊條直徑的4倍；要選擇合適的預熱溫度，若溫度過高，焊接時焊縫溫度會提升非?？欤暨^低，將會影響打底焊質量，甚至于出現裂紋缺陷。
9.焊后熱處理
9.1采用遠紅外電加熱高溫回火工藝，熱電偶采用電溶放電的方式固定（焊）在焊縫上對于φ＜273mm的管道，采用一只熱電偶點焊在焊縫中心測溫；對于間隙小于100mm的排管，則采用兩只熱電偶，分別點焊在兩端焊口的焊縫中心；對于φ＞219mm且壁厚大于20mm的管道，加熱器應分區控制，并適當增加溫度監控點（不少于3點）。
9.2熱處理參數
恒溫溫度：（760±10）℃；恒溫時間以焊件內外壁厚溫差不大于20℃為準，大管時間為：（2～3）×1h/25mm；小管徑時間為10min/mm，且不小于1h。升溫速度80℃/h～150℃/h，降溫速度≤150℃/h。4.9.3對于管道系統長的大徑焊口降低降溫速度熱處理時應適當增加保溫寬度，延長保溫時間，同時在升降溫速度過程中，盡量保證焊口在300℃以上高溫區時間較長，即降低降溫速度。升溫時300℃以下按照計算速率，300℃以上采用80℃/h，降溫過程300℃以上采用100℃/h，300℃以下可以不控制。
三、焊接及熱處理工藝注意要點
第一，P92鋼焊接控溫精度要求高，所有的焊接、熱處理機具設備必須經過計量合格。預熱及熱處理用熱電偶須經過計量檢定，并有可靠方式對熱處理設備的溫度誤差進行校核和補償。為保證根部質量，采用氬弧焊打底并填充一層，即用氬弧焊焊兩層，防止出現根部裂紋。
第二，為避免層間溫度過高、焊層過厚，導致形成焊縫晶粒粗大，影響焊接接頭力學性能，焊條電弧焊填充及蓋面均采用φ3.2mm的焊條施焊。焊接操作中采用小擺動、薄焊道、快焊速、多層多道焊工藝，手工電弧焊單層單道厚度不超過焊條直徑，擺動寬度不大于焊條直徑的3倍，最大線能量不超過20KJ/cm，各項規范參數應在工藝卡允許范圍內。
第三，嚴格監控焊接過程中的層間溫度，層間溫度控制在200～250℃，除合理布置熱電偶位置進行監測外，焊接過程中用手提式測溫儀再次進行溫度監控，確保層間溫度不超過250℃。焊接接頭不能及時進行熱處理時，應在馬氏體轉變完成后立即做300～350℃恒溫2h的后熱處理。
第四，焊后熱處理采用分區控溫法嚴格控制整個試件的溫度，盡可能使溫差在10℃以內，確保整個焊接接頭最終成為細小的回火馬氏體組織。
第五，熱處理完成后要做硬度檢測。為保證焊縫沖擊功達到41J以上，熱處理焊縫HB硬度宜控制在180～250HB范圍內。
四、結論
馬氏體高合金耐熱鋼P92以其良好的高溫抗拉強度和蠕變性能，已廣泛應用于超超臨界機組的高溫、高壓管道上。在實際施工過程中，根據以上制定的焊接和熱處理工藝操作，可有效保證接頭的焊接質量，能夠滿足焊接接頭的使用要求。
參考文獻
篇3
關鍵詞 壓力管道；焊接技術；消應熱處理
中圖分類號 TG4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0173-01
現今，管道運輸行業在我國的工業生產中呈現出了日新月異的發展態勢，并發揮著越來越重要的作用，因此，實際操作過程中要認真落實管道運輸的施工與維護工作。這就要求工作人員仔細研究壓力管道中的焊接技術，確保焊接技術的較高質量，同時還要把消應熱處理工作能夠按照規定做好。
1 當前壓力管道的焊接技術分析
1.1 焊接之前必須要充分做好準備工作
準備工作的好壞將直接關系到過程的成功與否，焊接準備工作在焊接之前一定要安排到位，例如，根據壓力管道的具體情況制定出相關的焊接作業指導書，評定焊接工藝的預計效果，相關技術人員的基本信息要認真填寫在焊接工藝卡片上。具體步驟是，根據工程的實際，依據焊接作業指導書，制定具體的焊接方案及相應的技術措施。如果鋼種、焊接材料與工藝方法是焊接單位首次進行使用，則要求完成對焊接工藝的評定工作。在焊接工作開展前，要確保焊接施工單位的焊接接頭的高質量，認真驗證工藝指導書，并結合鋼材焊接的具體性能試驗完成對焊接工藝的評定工作，這要求評定結果合格，假如評定結果顯示不合格，則需要對焊接工藝重新制定后，進行重新評定，直至合格為止，這就需要工作人員在認真分析其原因的基礎上，對一些相關參數進行重新修正。
1.2 焊接施工過程中的關鍵點
1）坡口加工與組對。壓力管道在焊接的過程中必須要結合實際情況，當相關要求和條件達到標準時，對坡口的加工，可以依據工藝卡對其幾何形狀和尺寸的明確規定，采用氧乙炔以及等離子弧等方法來進行。使用磨光機對坡口進行打磨時，要求管子軸線與端面相互垂直，這樣打磨后才會呈現出金屬光澤的最佳效果。要在管子上面進行開孔，需焊接管嘴，分2種情況實施切割鉆孔工作：一是用火焰對碳鋼管道進行開孔；二是用機械或者是等離子對不銹鋼管道進行開孔。管道開孔需在預制的時候結束工作，在對管道實施切割以后，還要使用機械方法將污染層去除才算完成工作。當開孔工作需在已安裝完成的管道上面進行時，一定要防止在施工過程中鐵屑與氧化物因為預防工作做得不到位而盡到管道內部坡口的斜面和鈍邊斷面上，因此在施工的過程中必須要小心，一定要根據規定或者是技術指標，制定一系列相應的措施來確保此項工作的順利完成。與此同時，需要對坡口進行加工和清理工作，完工質量得到驗收后，才可進行接頭的組對工作。組對工作中比較重要的工作是定位焊，此項工作是保證焊接質量的重要前提。但是，在工作中會出現一些不良的現象，例如，內凹、焊瘤和未焊透，究其原因是因為坡口的形式以及組對間隙和鈍邊大小不匹配造成的。因而，在實際的工作中，為了能夠最大程度的保持組對間隙的均勻，而且為了達成內壁在定位的環節中可以保持的平齊的目標，因此我們盡可能的要讓錯變量的范圍小于等于管壁厚的十分之一。
2）打底工作要做扎實。使用氫弧焊進行打底工作時，要達到接頭斜日的合理與科學的目的，需使用角磨機在電焊的起點和收尾的位置按照自上而下的步驟完成焊接任務。要確保整個底層焊縫的均勻性，一定不要焊穿。使用氫弧焊進行打底過程中，先要在試板上進行試焊，保證氫氣的質量，在施焊過程中，要想提高整體的質量和標準，最好的辦法就是用板把操作坑位置的管溝圍擋好，這樣就能夠在有風的天氣里不讓風刮進去。有的時候要想防止焊縫底部因為重力的因素導致焊肉下塌以及頂板內陷等問題，需要使用角磨機在接頭的位置進行仔細打磨。為避免出現裂紋的問題，需要認真檢查打底的焊縫情況，并焊接好次層的焊縫。
3）把中層施焊工作做到位。當底部打底工作結束后，必須要認真檢查其外觀是否整潔，要確保熔渣以及飛濺物等都徹底清理干凈。一旦發現隱患，必須進行重新焊接工作，但這次必須要對焊縫和母材之間進行交接的位置進行磨透和徹底的清除工作。與此同時，對焊縫接頭和底層焊縫接頭之間錯開的距離，根據有關規定必須要對其進行限制，即大于等于10mm。當中層中，在施焊過程中，當遇到9mm厚的管壁時，焊縫應保持到3層，為了達到理想的要求處于中層位置上的焊縫厚度一定要是焊條直徑的4/5到3/2倍，引弧技術不能應用在焊接層的表面。當中層焊接工作完成后，要認真檢查雜物的清理情況，如果發現隱患，就必須要根據實際情況及時做出應對措施，第二次焊接的時候必須要更加仔細認真，并高效率地完成重新焊接任務。
4）需要將蓋面工作認真落實好。在這一層實施焊接工作中，要依據焊縫已焊好的厚度，一定要能夠讓所有的焊條在起弧與收弧的位置上，可以最大程度的和中層焊縫接頭的位置錯開，這樣就能夠盡可能的保持蓋面層中焊縫有一個完整的表面，進而達到和管道圓滑過渡的目的。同時，還要求避免焊縫表面出現裂紋、氣孔、夾渣等不良的現象。為避免銹蝕現象的發生，要確保焊接工作完成后，使用鋼絲刷對表面的熔渣進行徹底的清理，并完成覆蓋工作。
1.3 認真檢查焊接完畢之后的現狀
在進行無損檢測和耐壓試驗之前，在焊接工作完成之后需要對焊縫表面的質量進行認真的檢驗。為達到標準要求，對焊縫表面質量的外觀檢驗需要把標準樣板量規以及硬度計進行有機的結合，并如實記錄檢驗的結果。要做到焊縫外觀合格，就必須使焊縫表面不出現裂紋、氣孔、弧坑、夾渣、熔渣和飛濺物等一系列的問題。施工單位要在無損檢測工作完成之后，在單線圖上畫好標注。檢測報告和RT底片必須由相關檢驗人員進行及時檢查，一旦出現問題，就要嚴格按照相關返修工藝的程序進行返修。
2 壓力管道的消應熱處理工藝
要達到消除內應力，保證金屬內部的適當溫度時，就要在對壓力管道工件進行加熱過程中要緩慢進行，當溫度較低時，需要進行一段時間的保溫，保溫時間需依據壓力管道焊縫的詳細情況和具體厚度來進行，每一毫米的厚度要保溫2.5min，單最低時間不能小于30min。這種方法只能去除一部分內應力。要防止其產生不良的影響，通常情況下，有以下處理的方法。
第一，對壓力管道焊件整體進行高溫回火。也就是將焊接整體放進加熱爐進行加熱，使其達到一定的溫度。之后進行保溫，是只在空氣中慢慢冷卻，這樣可以消除大部分的內應力；第二，對焊件局部進行高溫回。對應力比較大局部進行加熱，之后慢慢冷卻，可以消除大部分的應力；第三，對焊件進行低溫處理。對焊件，進行不均勻加熱，產生溫度差，使得焊縫產生拉力變形，這樣可以消除大部分的內應力；第四，對壓力管道焊件整體結構進行加載?？梢詫⒑附雍玫膲毫艿冷摻Y構整體進行加載，使內部應力與屈服強度相接近，之后進行卸載，這樣可以消除大部分的內應力。
3 結論
總之，焊接在壓力管道施工過程中地位尤為突出，焊接水平的高低直接影響著工程工期的進度以及工程的安全性，要確保壓力管道能夠安全正常的進行必須要重視焊接技術與消應熱處理工藝。因此，在施工過程中，必須要采取相應措施保證焊接的質量。
參考文獻
[1]劉歡.壓力管道的焊接技術及消應熱處理工藝[J].河南科技，2014（16）：28-29.
[2]孫建仁.水電站壓力管道的焊接技術及消應熱處理工藝[J].中國水運（下半月），2014，14（4）：159-160.
[3]邢萬里.壓力管道工程焊接技術與質量控制[J].科技創業家，2013（20）.
篇4
金屬材料與熱處理一體化教材開發研究
文/王芝玲
摘?要：本文介紹了筆者學院焊接加工專業金屬材料與熱處理一體化教材開發的情況及具體做法與經驗。學院教材改革課題組結合當前技工院校的課程建設與教學改革要求，開展課程教學現狀調查，深入研究金屬材料與熱處理的課程體系、教學目標及框架結構，在焊接加工專業一體化教學改革的基礎上，研究適應專業教學的專業基礎課的一體化教材內容、編寫體例，編寫適用于焊接加工專業教學的一體化教材。
關鍵詞 ：金屬材料與熱處理課程?焊接加工專業?教材開發?課程研究
教材是課堂教學知識載體，更是課堂組織教學、傳播知識的工具。教材建設直接影響教育水平和教學效果的好壞。但是目前焊接加工專業仍然使用的理論及實訓教材課程分離的教材，一體化教材建設缺規劃少論證，個別一體化教材編寫倉促，沒有經過試教使用。一體化教材的內容或過分注重實際應用、或過分重視理論分析，忽視學生的成長與發展，引用的實例落后，與工廠中的實際情況脫節，在教學中問題明顯，學生學習的知識在工作中用不上，企業反應強烈。2009年，隨著《關于開展技工院校一體化課程教學改革試點工作的通知》（人社廳發［2009］86號）文件的，我國技工教育一體化課程教學改革進入高速發展期。然而，高速發展的技工教育在專業基礎一體化課程研究與教材建設方面卻不盡如人意。因此，筆者學院課題組于2012年開始，結合國家中等職業示范校建設，進行金屬材料與熱處理一體化教材的開發研究。
一、金屬材料與熱處理教材的設計框架結構
金屬材料與熱處理是機械專業一門必修的專業基礎課程，同時又是機械類專業學習相關后續課程的基礎，更是學生將來在生產中分析問題、解決問題的必備課程。筆者學院課題組依據教材及教學現狀調查結果，以技工教研室編寫的第四版《金屬材料與熱處理》為基礎，結合一體化教材編寫體例重新設計、組織教材的框架結構。新編的《金屬材料與熱處理》知識框架分為上下兩篇，共十個模塊。
1.上篇——金屬學基礎
模塊一為金屬的性能，主要介紹金屬的物理、化學、力學和工藝性能。教材新增了課題金屬鍵，通過金屬鍵的學習，讓學生理解金屬材料的種類及特性，熟悉常見的金屬、合金及金屬特性，與初中化學知識構成銜接。附錄中加入元素周期表，使學生養成良好的查表習慣。
模塊二為金屬的晶體結構與結晶。本模塊主要內容是金屬的晶體結構、純金屬的結晶及金屬的同素異構轉變。在課題一金屬的晶體結構中，以金相學及其顯微組織建立一體化編寫體例，使學生了解金相組織的研究歷史，更為教材后面研究大量的顯微組織作充分的知識準備。
模塊三是鐵碳合金。這一模塊的主要內容是合金的組織、鐵碳合金基本組織和鐵碳合金相圖，均采用一體化教材編寫模式。在調研中了解到二元合金相圖繪制方法難度較大，對幫助學習鐵碳合金相圖作用并不明顯，故在新編教材中刪除了此部分內容；考慮到鐵碳合金相圖中的典型合金結晶過程僅講授理論知識內容枯燥乏味，難教難學，本部分知識的編寫是以典型的鐵碳合金結晶的實際過程及金相試驗為線索，使抽象的理論知識在實踐中變得簡單化。
模塊四是鋼的熱處理知識。鋼的實際加熱的臨界溫度Ac1、Ac3、Accm若無試驗過程支撐是非常抽象的。學生通過復習Fe—Fe3C相圖進行實驗環節的學習，加深了對鋼的實際加熱的臨界溫度Ac1、Ac3、Accm及實際冷卻臨界溫度Ar1、Ar3和Arcm的學習，使枯燥的知識在試驗中得到驗證，有利于提高學習效果。
在重構金屬學基礎這部分內容時，考慮到金屬的塑性變形和再結晶知識對焊接加工及相關專業的實踐意義重大，同時考慮到本知識較獨立，所以把本知識作為模塊五，重新以力學性能試驗為線索進行一體化體例編寫，使抽象的理論性直觀化，降低了學生學習特別困難，為學習焊接加工專業的焊接應力與變形知識奠定基礎。
2.下篇——常用的金屬材料與非金屬材料
模塊六為碳鋼，主要內容為常用的碳鋼——普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、碳素工具鋼和鑄造碳鋼。鑒于生鐵的煉鐵及煉鋼知識與碳鋼緊密相連，所以新編教材對于煉鋼與煉鐵沒有獨立成章，而是把相關知識整合到模塊六的碳鋼中，編寫為課題一鋼鐵類材料的生產過程。
鋼鐵的優良性能主要通過熱處理升華，同時熱處理知識在機械制造過程中占有舉足輕重的地位，所以新編教材還是將鋼的熱處理知識單獨編寫成模塊六。本模塊的重點知識是鋼的退火、鋼的正火、鋼的淬火、鋼的回火和表面熱處理共五個課題。
模塊七是合金鋼，主要內容為合金結構鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。以往的教材本部分內容一般首先是 “合金元素在鋼中的作用”，在新教材編寫中，通過整合本知識改為課題一合金鋼的優良性能，使新編教材內容更加具有針對性，緊扣本模塊的主旨，突出了合金鋼的優勢地位。
模塊八為鑄鐵，主要內容是灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵及蠕墨鑄鐵。新教材除讓學生從顯微組織（即石墨的顯微組織形態）區分各類鑄鐵外，更加注重在生產中如何認識、判別。
模塊九為有色金屬，主要內容涉及鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、軸承合金和硬質合金。編寫時，均采用了國家最新的金屬材料標準，注重各類金屬在熱加工過程中的組織與性能變化，為焊接加工專業課程中各類材料焊接性的學習埋下伏筆。
模塊十是非金屬材料，主要內容為陶瓷材料、高分子材料、復合材料三個課題。教材編寫時注重突出兩個方面，一方面強調三類非金屬材料共有特性；二是結合非金屬材料在日常生活、生產中的應用特點，力求舉例的生活化，力求學生看得見、摸得著、聽得懂、感興趣。
二、金屬材料與熱處理新編教材的特色
學院教材改革課題組根據金屬材料與熱處理課程及教學現狀調查結果，深入探討現用和以往教材的不足及成功點，發掘以往教材中積淀的優秀傳統以及豐富的經驗，重視教材內容與學生試驗及實訓相結合，關注學生發展以及學生的學習興趣，以“寬、淺、用、新、校企合作、一體化”為原則，用最新的課程標準以及金屬材料標準，集全院課題組之力，編寫出具有校企合作特色的一體化新教材。
1.采用一體化教材編寫方法，豐富教材編寫模式
新教材編寫打破過去金屬材料與熱處理教材傳統的理論及試驗分離的編寫模式，采用主干知識加“交流與討論”“觀察與思考”“拓展視野”“新聞鏈接”“材料史話”“你知道嗎”“實踐與探索”等多欄目的課程形式，給學生提供一個開放性的、面向實際的、主動探究的學習環境，讓課堂教學“動”起來，讓學生 “動”起來。改變過去由教師滿堂講、學生參與少、難互動的狀況，啟發學生質疑、探究，在實踐與試驗中探究學習，改革教學方式、學習方式；加強學生對一體化教材的契合度，激發學習興趣，養成科學態度與科學的學習方法；培養學生試驗能力、操作能力、社會實踐能力，力求學會收集、處理和使用各類信息；培養學生自主探究、獨立思考和求實創新的科學意識。
2.校企合作編寫，形象直觀，案例精彩
結合技工院校學生年齡小，感性知識知積累少，理論基礎薄弱，實際生產知識匱乏的特點，新教材結合材料學實用性強的特點，將金屬材料材料的應用從抽象的文字描述轉化成直觀的教學情景，同時配上大量的典型應用圖片，增加教學的直觀性，使學生更容易接受。
結合教材的主干知識，新編一體化教材編寫中采用大量生動的史料及新聞和專業動態。材料史話例如司母戊大方鼎、透光青銅鏡、中國發明的冶鐵煉銅技術、我國古代的熱處理技術等；新材料知識比如超導材料、記憶合金、超塑性材料、耐高溫塑料、透明陶瓷、可彎曲玻璃、碳纖維復合材料等；熱點新聞如國家航空母艦、瑞士軍刀、大眾汽車等。諸如此類的精彩史料和新聞知識，可以提高學生學習興趣，吸引學生注意力，豐富學生知識面，使學生了解材料學科的過去、現狀及未來，調動學生學習的熱情，激發學生的求知欲望和進取精神。
3.圖表簡介形象生動
一體化新教材改變了過去金屬材料與熱處理教材表格少、圖例不生動的狀況，新編教材圖文并茂，使學生從有針對性的圖案和簡潔的圖表中獲得知識，同時得到美的享受，增加抽象理論的可讀性，使學習過程變得輕松而快樂。
4.課后習題豐富多樣
以往金屬材料與熱處理教材習題多為單一的問答題，并且題量較少，不能滿足教師教學和學生復習鞏固知識的狀況，我們采用了填空題、選擇題、判斷題、問答題、實踐操作思考題等多種形式的課后作業，更加有利于檢查和評價學習質量和水平。
5.從生產實踐與生活中認識材料
新編一體化教材增加了生活、實訓及生產相關內容，使教材內容更富有生活氣、更為具體，使學生看得見、摸得著，如從生活中用的“白鐵皮”、學生用的鋼制課桌椅、鍍鋅自來水管、生產中用的鍍銅鋼絲認識普通碳素結構鋼，從鐵鍋、鐵質排污管、臺虎鉗和機床床身知道鑄鐵，以食品、藥品、煙草包裝和炊具掌握鋁及鋁合金，觀察銅及銅合金顏色判別純銅、青銅和黃銅，從而培養學生從生產實踐與生活中認識材料。
三、小結
教材的開發研究前提是一體化教學改革的要求及教材建設的不盡如人意，當前技工院校學生知識儲備不足，教學效果不理想，因此，編寫一體化體例的校企合作金屬材料與熱處理材應秉承理念先進，編寫體例創新，編寫質量過硬的主旨。我們的新編一體化教材雖然在編寫體例、編寫內容及使用的圖表、案例及標準上有一定的創新，但僅靠一本一體化教材來解決目前焊接加工專業基礎課教學過程的所有問題是有困難的，希望各位從事技工教育教學研究的同仁共同努力，編寫出更多、更加實用、適用、可讀的一體化好教材。
參考文獻：
[1]陳志毅.金屬材料與熱處理(第五版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.
[2]李獻坤,蘭青.金屬材料與熱處理[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.
[3]崔忠圻.金屬學及熱處理[M].北京:機械工業出版社, 1998.
[4]徐恒鈞等.材料科學基礎[M].北京:北京工業大學出版社,2001.
篇5
關鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置
隨著火力發電機組建設的發展，現場出現了不規則形狀管件的焊接及熱處理，焊接及熱處理的空間狹小，難度增加，特別對熱處理工藝提出了更高的要求，形狀不規則，熱處理難度越大，而熱處理對焊接接頭的質量具有很大的影響，為確保焊接及熱處理質量，通過現場常見異形件的熱處理探索，制訂了切實可行的熱處理工藝。
1 熱處理知識及要求
1.1 熱處理概念
①焊接熱處理 welding heat treatment
在焊接之前、焊接過程中、或焊接之后，將焊件全部或局部加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后以適當的速度冷卻下來，以改善工件的焊接性能和力學性能，是改善焊接接頭的金相組織的一種工藝方法。焊接熱處理包括預熱、后熱和焊后熱處理。
②焊后熱處理 PWHT post-welding heat treatment
焊接熱處理工藝是指焊接工作完成后，將焊件加熱到一定溫度，保溫一定的時間，使焊件緩慢冷卻下來，以改善焊接接頭的金相組織和性能或消除應力的一種焊接熱處理工藝。焊后熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，相互銜接，不可間斷。
焊后熱處理的目的是降低接頭的應力，改善焊縫金屬的組織和性能，預防延遲裂紋的產生。進行焊后熱處理時殘余應力在加熱過程中，首先隨著材料屈服點降低而降低，當達到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點以下，在保溫過程中，發生蠕變現象殘余應力得以充分降低。焊后熱處理還可使淬硬區軟化，改善組織、減少氫含量，提高某些鋼的缺口韌性，改善機械性能、蠕變性能等。
電力行業規范、規程規定在施工現場條件下進行的焊后熱處理主要是局部加熱的焊后高溫回火熱處理和消除應力熱處理，主要目的是為了消除焊接殘余應力，改善焊縫組織性能，防止冷裂紋的產生。
1.2 熱處理設備要求
①加熱設備
a.設備應滿足工藝要求，參數調節靈活、方便，通用性好，運行穩定可靠，并滿足安全要求。
b.設備的控溫精確度應在±5℃以內。計算機溫度控制系統的顯示溫度應以自動記錄儀的溫度為準進行調整。計算機打印的焊接熱處理及錄取線與標準記錄紙對照，以背景表格的讀數誤差不大于0.5%。
②計量器具要求
a.焊接熱處理所使用的計量器具必須經過校驗，并在有效期內使用。維修后的計量器具，必須重新校驗。
b.焊接熱處理所使用的計量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測溫筆、測溫槍等。
c.所有使用的計量器具必須建立計量臺賬，現場計量儀器都必須貼有計量標簽。
2 常見形式及要點
2.1 比較特殊的位置的焊口主要有三通、接管座、法蘭、接缸、接罐等的大徑管道。
2.2 特殊位置的焊口的熱處理根據實際情況現場實際測量尺寸來選取加熱器。在形狀復雜，對壁厚較厚的一側輔助加熱，形狀不規則時可以采用繩狀加熱器。
2.3 熱電偶的布置要比一般焊口要多，除要在焊縫上要布置熱電偶外，還要放在估計升溫過程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進行監控，防止溫度過高造成硬度過低或溫度過低造成溫度梯度過大的情況，必要時用最高點控溫。
3 常見異形件熱處理工藝
3.1 三通：如圖1。
a.布置加熱器時要根據管徑大小及厚度選擇，盡量保證高溫點在焊縫位置。
b.測溫點不少于兩點，控溫點要在溫度最高點位置。
c.包扎保溫材料時上下厚度要一致。保溫時要均勻。
d.三通任何一端開口，都要進行封堵。
e.根據現場實際情況比如管道的規格、壁厚、外界環境等因素可以適當減少加熱器的功率和片數。
3.1 大小頭、接缸、接罐位置：如圖3。
圖1 圖2 三通加熱器的布置實際圖
a.繩狀加熱器的布置：預熱口時兩側的匝數相同，且纏繞方向相反。在纏繞時應先固定一側，用力纏緊，避免繩狀加熱器發生下滑。
b.處理管件時，法蘭側應加大保溫寬度，如果是組合焊口應當進行封堵。
c.設定熱處理曲線時，升降溫速度應按較厚的一側來設定。
3.2 方形彎頭
a、管徑和璧厚不同時，根據管徑的大小及管壁的厚薄來確定加熱器的功率，兩側功率相同情況下，管徑小而薄的功率要小，反之則大。
b、方形三通在包扎保溫材料時，應適當增加保溫厚度和寬度。
c、現場施工時，如果方形彎頭連接兩個焊口，進行熱處理時最好同時進行，效果會更好。
圖3 接缸、接罐的布置圖 圖4 方形彎頭加熱器的布置圖
圖5 多面形彎頭加熱器的布置實際圖
4 結束語
電站建設異形件的熱處理難度比較大，絕大部分異形件需要安裝輔助加熱器，加熱器布置需要提前進行考慮設計，保證熱處理基本要求的同時還要達到溫度控制標準。只有認真對待、優化熱處理工藝方案，方能達到熱處理目的和要求。
參考文獻
[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國水利水電出版社.
篇6
Abstract： After the automatic submerged-arc welding， the different heat treatment processes are used to process P92 steel pipe. Through the analysis and comparison of the test results， a set of heat treatment process which can effectively improve the performance of welded joints and can meet the requirements of P92 steel is selected.
關鍵詞：P92；熱處理；埋弧自動焊
Key words： P92；heat treatment；automatic submerged-arc welding
中圖分類號：TG15 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）20-0111-03
0 引言
隨著火電建設向超臨界、超超臨界大機組發展，機組參數不斷提高，對鋼材的要求也越來越高。P91鋼以其出色的常溫性能和抗腐蝕持久強度、抗氧化性能，在超臨界和超超臨界機組中得到了廣泛的應用。而P92鋼比P91鋼具有更高的高溫強度、蠕變性能，可以明顯減輕鍋爐和管道部件的重量等優勢，1996年以來，在國外超臨界和超超臨界組中已得到廣泛應用，2005年以來，在國內超臨界和超超臨界機組中也得到應用，P92鋼的手工焊接熱處理工藝已逐步趨向成熟。然而P92鋼埋弧自動焊在國內尚處于起步階段，還沒有成熟的熱處理工藝可以借鑒，熱處理工藝制約著P92鋼埋弧自動焊的發展。探索合理的P92鋼埋弧自動焊熱處理工藝，已成為目前急需解決的問題之一。
由于埋弧自動焊采用大電流焊接（比手工焊大6～8倍），電弧熱量大，焊絲熔化快，熔深也大，焊接速度比手工焊快的多，生產率可比手工焊提高5～10倍，具有生產效率高、焊縫質量好、節約鋼材和電能、改善了勞動條件等許多優點。但是由于埋弧自動焊的焊接規范較大，對焊后熱處理的工藝要求很高，如果熱處理工藝參數選擇則不當，容易導致組織改善不完全、殘余應力沒有降低，影響焊接接頭的綜合性能，甚至可能產生裂紋，使管材報廢，因此選擇適當的P92埋弧自動焊熱處理工藝非常關鍵。
本項目結合以往的試驗與研究經驗，對材質為P92鋼管在埋弧自動焊焊接后選擇不同的熱處理工藝進行處理，通過對檢驗結果進行分析比較，篩選出一套可有效改善焊接接頭性能并能滿足要求的P92鋼熱處理工藝。
1 P92鋼的特性
P92鋼是經過正火及回火處理，顯微組織為回火馬氏體組織（主要是Fe/Cr/Mo的碳化物及V/Nb的氮化物），是國內火力發電廠近期應用的一種新鋼種。與目前國內常用的P91鋼材（改進型9Cr-1Mo）相比，P92主要是用W代替了P91中的部分Mo，另外加入了少量的B。通過W的固溶強化及Nb、V等碳氮化物的彌散強化來提高鋼材的高的持久強度。在600℃下10萬小時的持久強度P92要比P91高30%～35%。我們試驗的P92鋼材料，規格為Φ508×86mm，它的標準化學成分和機械性能列見表1、表2。
2 P92焊接
焊接試樣采用Ф508×86mm的無縫管。焊接方法采用GTAW/SMAW/SAW，接頭采用對接U型坡口，焊道設計為多層多道，焊接材料分別為：MTS616焊絲、焊條和Marathon543埋弧焊劑。
焊接時預熱采用電加熱方式，加熱溫度控制在150～250℃，層間溫度控制在 200～300℃。
3 P92鋼的熱處理
熱處理是采用高溫回火技術，通過遠紅外方式加熱焊接接頭到一定溫度，保溫一段時間，然后控制冷卻，以改善焊接接頭的金相組織和力學性能，降低焊接殘余應力的工藝。熱處理的主要參數是加熱溫度、保溫時間和升降溫速度，參數的選擇，降低P92鋼焊接接頭的殘余應力，改善焊縫金屬的組織和性能，對焊縫金屬的最終質量起決定性作用。
3.1馬氏體轉變
焊接結束后，立即進行降溫進行馬氏體轉變，轉變溫度為80～100℃，恒溫時間2小時，但必須使整個焊接接頭溫度都能達到100℃以下。同時為使內外壁溫度能夠均勻，在焊接結束后及恒溫過程中可以將管道兩端密封板打開，讓管子內部的空氣自由流通。同時在管道壁溫較低的情況下可將預熱用的加熱器及保溫材料拆除，確保整個焊縫內外均能降溫至80～100℃，完全進行馬氏體轉變。
3.2 焊后熱處理
3.2.1 熱處理升降溫速度
參考《T/P92鋼焊接指導性工藝》，升溫速度80～150℃/h，降溫速度≯150℃/h（300℃以下時）在保溫層內冷卻至室溫。
3.2.2 熱處理溫度的設定
參考相關文獻，焊后熱處理的恒溫溫度定為760±10℃，在實際熱處理過程中還應考慮熱電偶及溫控柜的誤差。
3.2.3 熱處理恒溫時間的設定
由于試驗用的P92管道壁厚較厚，熱處理均溫時間較長，考慮到埋弧自動焊與手工焊相比具有焊接電流大、電弧熱量高、焊絲熔化快的特點，同時還考慮到規范對焊縫熱處理后的硬度要求較高（≤250HB），也需要增加加熱時間來保證，我們將恒溫時間設定較普通手工焊接方法延長1～2小時，最終設定為8～10小時。
3.2.4 熱處理工藝方案的制定
根據以上數據的分析和現場經驗，我們制定幾種工藝（見表3）進行熱處理試驗。
3.3 熱處理工藝的實施
3.3.1 熱電偶選擇
在溫度測量中，熱電偶是主要的測溫工具。我國標裝化熱電偶有七種，我們采用鎧裝K型熱電偶。控溫熱電偶數量根據管道直徑和加熱器數量確定，熱電偶必須布置在相應控溫區的預期溫度最高點，以防止超溫。熱電偶固定方式直接影響到測溫的準確性，目前施工現場一般采用綁扎方式固定。在固定時特別注意，熱電偶熱端必須緊貼管壁，并將熱電偶的熱端用隔熱層將其與加熱器有效隔絕，防止加熱器布置或高溫時隔熱層破損，避免加熱器產生的熱量直接對熱電偶輻射。
3.3.2 補償導線的選擇與連接
由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線連接熱電偶進行控溫。施工現場通常使用KC型溫度補償導線（正極為銅，導線顏色為紅色，負極為康銅，導線顏色為藍色）與K型熱電偶相匹配。
補償導線與熱電偶線連接時，必須保證極性正確。在連接溫度補償線時應可靠，必須采用接線座連接，嚴禁采用兩根接線直接擰在一起，防止造成接線接觸不良影響測溫。
3.3.3 熱處理過程
加熱之前應采取合理的措施，保證焊接接頭不受外力作用，并且要有防雨措施，以免熱處理控溫過程中焊接接頭被雨水冷卻，影響焊接接頭質量。熱處理時管子兩端要封閉，避免穿膛風，影響熱處理質量。
熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側不小于管子壁厚的3倍，在現場布置加熱器時寬度比要求的寬度每側多出60mm。保溫寬度每側不小于管子壁厚的5倍，以減少溫度梯度。
進行熱處理時，測溫點應對稱分布在焊縫中心兩側，且應盡可能靠近焊縫。我們在熱處理時布置了3個測溫點，分別在焊縫中心上下對稱位置和焊縫左右任一處。
為規范施工，嚴格執行熱處理工藝，在施工過程中要做好工作記錄。工作記錄內容包括：預熱溫度（氬弧焊層、電焊層）、熱電偶布置、加熱器布置、溫度設定等，使熱處理過程符合工藝要求。
4 檢驗與試驗
4.1 無損檢驗
熱處理完畢24小時后，按照DL/T820-2002對焊接接頭進行超聲波檢測，未發現裂紋等可記錄缺陷。
4.2 金相試驗
熱處理完畢24小時后，對焊接接頭進行金相檢驗，未發現裂紋，金相組織均為回火索氏體。
4.3 力學性能
在每種熱處理后的試樣上進行取樣。取樣位置如圖1所示。力學性能檢驗結果見表4。
5 數據分析
當加熱溫度固定時，恒溫時間的長短和升降溫速度直接影響焊接接頭的使用性能。由表5數據可知：八種不同熱處理工藝的性能指標均滿足要求，其中抗拉強度最小、最大值分別為630、665MPa，相差35MPa，不到5.3%；延伸率最小、最大值分別為27%、31.5%，相差4.5%；焊縫硬度值均在208-226HB之間?？梢娍估瓘姸取⒀由炻屎陀捕热椫笜讼嗖畈淮?，而沖擊值隨著加熱時間和升降溫速度的變化差別較大，最小、最大值分別為65J、81J最大相差16J。由此推斷八種工藝的主要差別在對沖擊功的影響上，而沖擊功是反映焊接熱處理質量的一個重要指標。熱處理加熱溫度一定時，加熱時間越長、升降溫速度越慢，沖擊功越大，沖擊韌性越好。
由表5可知，SY-2的沖擊功最大（81J），使用性能最好，但熱處理時間最長（25.25h），生產效率低；SY-7的熱處理時間雖然最短（20.2h），而沖擊功最小（65J）。分析圖2，綜合考慮沖擊功和熱處理時間（生產效率）因素，發現試樣SY-3，沖擊功較高（74J）而熱處理時間較短（22.1h）。
因此，我們確定工藝三為最佳的焊后熱處理工藝。
6 結論
通過以上論證得出P92鋼埋弧自動焊最佳的熱處理工藝：升溫速度80℃/h，在760±10℃時恒溫8小時，然后以100℃/h速度降溫。熱處理過程曲線，如圖3所示。
參考文獻：
[1]吳伏海，歐陽忠.埋弧自動焊的應用研究[J].岳陽師范學院學報（自然科學版），2002（03）.
篇7
工藝焊接性試驗方法，并對三種不同焊接接頭作了外觀、內部質量簽定和常溫下機械性能試驗，以確定較為合理的適應于現場安裝的焊接工藝，對保證焊接質量的幾個環節和工藝條件提出具體看法。
關鍵詞：SA213-T23鋼；熱處理工藝；力學性能；焊接接頭；焊接
中圖分類號：TG4文獻標識碼：A
1 前言
在超超臨界（USC）機組中，鍋爐水冷壁管壁溫度可升至513℃，瞬間最高溫度甚至可達540℃，如果仍采用傳統的鐵素體-貝氏體耐熱鋼，如A213-T12和A213-T22來制作，已不能滿足要求，并且，焊后極易產生扭曲變形，且這種扭曲變形是極難矯正的。因此需要采用合金含量更高，熱強性更好的鋼材， SA213-T23鋼便是其中之一。而T23鋼在550℃時具有很高的抗蠕變性能和焊態低硬度的特征，是很好的替代材料。目前，國內引進的600MW超臨界鍋爐的過熱器開始采用T23鋼，因此，掌握T23鋼的焊接工藝特點和焊接方法勢在必行。
2 T23鋼的焊接性
焊接工藝試驗著重于分析焊前預熱溫度、焊接材料、焊接方法及焊后熱處理工藝對T23鋼焊接接頭性能的影響。
2.1 焊接材料： 試驗采用的焊接材料為德國蒂森公司生產的焊絲和焊條，其化學成分見表1
2.2 焊接工藝試驗條件：管材為T23鋼，￠45mm*7.8mm,焊絲UNONICr2WV,焊條THYSSEN Cr2WV.焊接方法采用Ws或Ws/Ds,預熱溫度100℃或不預熱，焊后熱處理，不熱處理或（730～750）℃*1h電阻爐或火焰熱處理，氬氣流量8～10L/min.
2.2.1 第1次試驗設計了3組方案：A組采用Ws/Ds工藝，焊后進行熱處理：B組采用Ws全氬弧焊工藝，焊后進行熱處理：C組采用Ws全氬弧焊工藝，但焊后不進行熱處理。焊接位置為2G，5G，具體方案內容見表2，試驗結果見表3。
對試驗結果進行分析可知，焊縫抗拉強度、抗彎性能及硬度均能滿足要求，但沖擊韌度很低（沖擊試樣尺寸為10mm*55mm*5mm）
總體表現為：全氬弧焊優于氬電聯焊，焊后熱處理，橫焊優于吊焊。分析原因主要是全氬弧焊工藝熱輸入小，組織晶粒細小，經過熱處理后的焊縫晶粒進一步行到細化：而橫焊的層道數多于吊焊，后一焊道對前一焊道起到了類似回味火的作用。試樣焊縫硬度過高，整體沖擊韌度低。經分析熱處理電阻爐溫控不準，導致實際溫度大大低于設定溫度所致。
2.2.2 第二次試驗：針對第1次試驗的結果，此次試驗采用全氬弧焊工藝，采用遠紅外熱處理設備，并將道溫度控制在200-300℃。為了減輕根層焊道燒焦現象，取消焊前預熱。
由于焊縫抗拉彈度、抗彎性能和硬度均能滿足要求，焊后不再進行上述試驗，只進行沖擊韌度的對比分析。由于橫焊的試驗結果優于吊焊，因此僅分析吊焊焊縫的沖擊韌度。焊接電流100-120A，焊后進行（730-750）℃*1h回火處理，試件沖擊韌度分別為：275，59，222J/Cm2。
通過調整熱處理測溫點位置，解決了測溫不準的問題，同時降低道間溫度，吊焊位置的焊縫沖擊韌度有了明顯的改善。檢查3個沖擊試樣的斷面，出現低值的試樣斷面晶粒較其余兩個試樣的明顯粗大。為判斷上次吊焊試樣沖擊韌度低點是隨機出現還是有特定位置，以相同焊接工藝參數重新焊制試件，在管子的平焊位置、以相同焊接工藝參數重新焊制試件，在管子的平焊位置、向上爬坡位置、兩側水平焊位置和仰焊位置取5個沖擊試樣，試驗結果見表4。
表4 第2次試驗結果
由表4試驗結果可知，平焊和向上爬坡焊位置的試樣沖擊韌度較低，從試件斷口看，試件上半部分的晶粒明顯粗大，其原因是焊接時熱量眾下向上傳遞，上半部分焊縫冷卻速度慢，導致晶粒較大。
由上述兩次試驗結果可知，采用全氬弧工藝，焊前不預熱，道間溫度控制在200-230℃，焊后進行熱處理，并保證熱處理時測溫準確，即可獲得力學性能優良的焊接接頭。
2.2.3第3次試驗：施工現場熱處理條件不如試驗室，采用遠紅外加熱設備焊后對焊縫進行熱處理，不僅設備要求高，而且會導致施工效率低和工程成本大幅增加。因此此次試驗采用焊后立即用火焰加熱至730-750℃，同時用遠紅外測溫槍準確地測溫，隨后保溫緩冷，其它工藝參數不變，試驗結果見表5。
從以上試驗結果可以看出，采用火焰加熱處理的試件焊縫沖擊韌度較高，金相組織為回火貝氏體，而其平焊位置焊縫的沖擊韌度值仍較低，但在合格范圍內。隨后采用日本焊絲TGS-2CW代替德國焊絲UNION Cr2WV，采用焊后立即進行730=750℃火焰熱處理工藝，保溫緩冷，其它焊接工藝參數不變，試驗結果見表6。
2.2.4 仰焊位置
由以上試驗結果可知，無論是采用德國焊材還是日本焊材，采用焊后火焰熱處理均獲得了合格的焊接接頭。TGS-2CW的沖擊韌度值較高，焊縫晶力較為細小，對兩種焊絲的化學成分分析可知，UNION Cr2WV 與母材T23更加接近，而TGS-2CW的Mo含量較高，W含量略低。而TGS-2CW較高的含Mo量，是否對焊接接頭高溫性能有影響，還需要進行更深入的研究。
3 結論
（1）采用全氬弧焊焊接工藝，T23鋼無需焊接預熱即可獲得綜合性能良好的焊接接頭。（2）為獲得良好的沖擊韌性，對于T23鋼焊接接頭，應進行焊后熱處理，加熱溫度的選擇及層間溫度與熱處理溫度的準確監控，是T23鋼焊接中不可忽視的關鍵因素。
參考文獻
[1]楊富,章應霖.新型耐熱鋼焊接.北京:中國電力出版社,2007.
[2]張信林,張佩良.焊接技術問答（第三版）. 北京:中國電力出版社,2005.
篇8
關鍵詞：壓力容器；設計；熱處理
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
引言
如果對壓力容器在焊接之后，能夠及時有效的進行熱處理，就會非常有利于焊接金屬氫的釋放，就會非常有效地防止在焊接接頭部位，由于氫不能很好地釋放，進而發生冷裂紋現象。所以，在設計壓力容器的過程中，做好容器的熱處理問題，是設計人員必須面對的一個重要的問題，其有著非常深遠的影響。人們應該對壓力容器熱處理問題的研究探討非常的重視，對這個問題的必要性以及重要性要有非常充分地認識。
一、壓力容器設計熱處理技術的概述
金屬的熱處理技術是將金屬工件放到一定的介質中加熱到適當地溫度，并保持溫度一段時間，按照不同的速度進行冷卻的工藝。熱處理一般不改變工件的整體外形和化學性質，只是改變金屬微觀的結構，使得工件達到所需的力學性能和物理性質。
（一）熱處理工序―加熱。加熱是熱處理工序的第一步，也是非常重要的一步。眾所周知，加熱的方式多種多樣，早期時候是木炭和煤，進而是液體燃料、氣體燃料和非常環保的電加熱，現在還有一些采用熔融金屬進行加熱，如液體的鈉和鉀，加熱效果更好。在加熱處理的過程中，加熱溫度是確保熱處理質量的關鍵因素。加熱溫度的選擇隨著加熱材質和目的的不同而不同，一般都是加熱到相比溫度以上，以便于獲得高溫組織。
（二）熱處理工序―保溫。當金屬材料表面達到所需溫度的時候，需要保持該溫度一段時間，使得內外的溫差縮小，保持溫度一致。在這段時間里，金屬材料的顯微組織徹底轉變，達到設計加工中所需要的材質性能。另外，如果加熱的速度極快，金屬材料內外溫差不大，那么就不需要保溫過程，可以直接進入冷卻步驟。
（三）熱處理工序―冷卻。冷卻工序是熱處理過程中不可或缺的一步，因工藝的不同，材料冷卻速度也不一樣。一般來說，退火的冷卻速度最慢，主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性；正火的冷卻速度次之，主要是提高低碳鋼的力學性能，改善切削加工性，細化晶粒，消除組織缺陷；淬火的冷卻速度最快，使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強度和耐磨性，為后道熱處理作好組織準備等。通過不同速率的冷卻處理，得到物理性質各不相同的工件，根據具體的情況，運用到化工生產中去。
二、壓力容器設計中不同材質類型的熱處理問題
（一）焊接之后的奧氏體不銹鋼制壓力容器的熱處理問題
從目前的具體相關的標準來看，尚未明確地規定出是否應該對奧氏體不銹鋼進行焊接之后的熱處理，并且到底應該如何進行焊接之后的熱處理問題，而在熱處理問題應該采用的方法上，更沒有進行非常明確的規定。通常情況下，奧氏體不銹鋼都具有著很好的韌性以及塑性，殘余應力在加工之后都相對較小，力作硬化的現象一般不容易產生。一般來看，為了對應力進行很好地消除，在進行熱處理問題時的溫度應該控制在600℃-620℃之間，要進行兩個小時的保溫。對于奧氏體不銹鋼，當溫度范圍在400℃-850℃之間的時候，如果不銹鋼的冷卻速度非常的慢，晶間腐蝕現象就非常容易發生，也就是說奧氏體不銹鋼發生發生敏化現象。如果對抗腐蝕的要求相對較高時，那么對于供需兩方，就非常有必要深入仔細的研究以及分析這個問題，同時需要其制定具體的措施來有效地解決這些問題，進而多壓力容器的質量進行很好的保證。
（二）對于液氨介質容器進行熱處理問題
在國家制定的相關標準中規定“對具有盈利腐蝕的容器進行圖樣注明，例如盛放液氨以及液化石油氣等的容器”。對于這句話，可以作如下的解釋:有的液氨容器需要進行熱處理，而有的液氨容器根本就不需要進行熱處理，具體是否需要進行熱處理，其關鍵的判斷條件是看這些容器是否存在應力腐蝕。如果容器確認有應力腐蝕，就需要對其進行熱處理，而如果容器不具有應力腐蝕，那么就不需要進行熱處理。
（三）金屬復合板式壓力容器在焊接后的熱處理問題
金屬上覆以另外一種金屬的板子，達到在不降低使用效果（防腐性能、機械強度等）的前提下節約資源、降低成本的效果，因此金屬復合板常常用于防腐和壓力容器的制造之中。當對金屬復合板式壓力容器進行熱處理的時候，高溫會影響復合板的熱力學性能，特別是不銹鋼復合板，焊后進行熱處理，就容易對焊頭造成一定的影響，甚至碳化，會直接影響并損壞復合板的耐腐性性能和力學性能。因此當壓力容器的材料為不銹鋼復合板時，必須充分考慮到熱處理對材料的影響，在一定的時候必須選取符合要求的復合材料。另一方面，我們要靈活對待焊后熱處理的問題，對加熱溫度和保溫時間的調整，通過不斷的實驗，摸索出理想的熱處理條件。
三、強化熱處理技術在壓力容器設計中應用的措施
（一）把握工作順序，控制工作質量
壓力容器的制作是一個復雜而精密的過程，因此有關人員在對壓力容器進行設計的過程中，應對壓力容器制作過程中可能出現的問題產生重視，并對其進行注意。首先，在進行壓力容器設計的過程中，有關設計人員應明確壓力容器制作的具體順序，對熱處理技術的具體應用順序進行把握，一般來說熱處理技術的應用應在焊接技術應用之后。其次，壓力容器設計人員應對壓力容器制作的實際工作質量進行把握。具體來說在進行完焊接工作后，有關工作人員應對焊接工作進行驗收，在確定焊接工作質量達標后，再進行熱處理技術的應用。與此同時，壓力容器設計工作人員應在壓力容器設計的過程中制定操作手冊，將壓力容器制作過程中的工作流程，注意事項等寫入其中，為壓力容器的制作提供有效的指導，確保壓力容器的制作質量。
（二）注重應用范圍，區分應用材料
通過對壓力容器進行研究我們可以發現，壓力容器的制作材料相對比較廣泛，其可以采用無銹鋼，碳質鋼材等多種材料進行制作。而由于這些材料在屬性上存在不同，因此進行熱處理的過程中需要注意的事項也有所不同。首先，有關人員在進行壓力容器制作的過程中應注意熱處理技術的應用范圍。熱處理技術在大部分的壓力容器制作中均可應用，但是由于無銹鋼材料具有一定的特殊性，因此在實際的工作過程中，無銹鋼壓力容器的制作并不進行熱處理技術的應用。其次，有關人員應注意區分應用材料的不同。不同的應用材料在進行處理的過程中在步驟上會有著細微的差異。例如，在對碳質鋼材進行處理的過程中不僅要考慮其的熱處理問題，同時還要注重其熱處理后的密封問題。因此，有關設計人員在進行設計的過程中，應針對不同材料的特性，進行注意事項的編撰。
（三）把握實際情況，遵守操作規章
在進行壓力容器制作的過程中，在進行焊接后普遍要進行熱處理技術的應用，但是有些焊接點由于位置以及屬性存在特殊性，并不需要進行熱處理的應用。因此有關人員在進行熱處理技術應用的過程中應保持一定的靈活性，對實際情況進行把握，針對實際操作過程中的實際需要合理應用熱處理技術。同時，有關人員在進行熱處理技術應用的過程中還應遵守相關的操作規章，尤其是在進行焊接后熱處理技術的應用中，一定要杜絕燃煤爐的使用，遵守具體的操作流程。
結束語
熱處理是一門十分重要工作，其在很大程度上，能夠改善或者是恢復金屬的性能。在對壓力容器進行設計以及制造的過程中，熱處理產生了非常重要的影響作用，其地位非比尋常，所以，對于壓力容器的設計人員，在具體進行熱處理問題時，必須對鋼材的性能以及介質的特殊性質進行綜合考慮，對熱處理方法的選取一定要遵循具體的相關規定。
參考文獻：
[1]付衛賓.探討壓力容器設計中的熱處理問題[J].中國石油和化工標準與質量,2012,03:265.
[2]樊慧琴,孟雅薇.關于壓力容器設計中的熱處理問題[J].科技創新與應用,2013,01:94.
篇9
【關鍵詞】壓力容器；焊接工藝；焊接技術
0.前言
焊接是壓力容器制造中的一個關鍵工藝。焊接工作量在整個壓力容器的制造中占相當的比例。在一般壓力容器制造廠，焊接工作量要占到總量的40%，尤其是厚板壓力容器焊接及球形容器現場組焊，焊接工作量占整個工作量的50%以上。焊接質量的好壞、焊接接頭的可靠性將直接影響壓力容器質量，影響其可靠性及安全性。在壓力容器的有關標準中，除了材料檢驗外，焊接檢驗要求當屬最多，也最為嚴格。因此在壓力容器制造過程中，對焊接工作必須給予高度重視。
1.壓力容器焊接工藝與焊材的選擇
1.1壓力容器焊接工藝
1.1.1打底
打底通常采用氬弧焊，施焊順序遵循由下至上的原則，在點焊的起始位置與收尾處，可以采用角磨機打磨出斜口以配合接頭要求；施焊過程中要保證底層焊縫的均勻性，且要焊透但不能焊穿。氬弧打底要先采用試板進行試焊，排除氬氣中含有雜質的可能；具體施焊過程中要采用圍板將焊接操作的工作范圍擋起來，其主要目的是防止自然風對焊縫質量產生影響；底部焊縫焊條接頭的位置用角磨機進行打磨處理，不得出現焊縫底部焊肉下塌或者頂部內陷的問題；為避免產生裂紋，要做好打底焊縫的檢查與次層焊縫的焊接工作。
1.1.2中層施焊
在完成底部施焊后要將工作范圍內的熔渣、飛濺物等雜質清除干凈，做全面的外觀檢查，如果存在問題則要磨透清除，重新施焊，要保證焊縫與母材交接位置的清潔度。焊縫接頭和底層焊縫接頭錯開的距離至少要在10mm以上，該層選擇直徑為3.2的焊條。中層焊縫的厚度至少是焊條直徑的 0.8～1.2 倍，選擇直線型的運條方式；不得在焊縫的焊接層表面引弧。完成中層的焊接后同樣要及時清除熔渣、飛濺物等雜質，然后全面檢查，發現問題同樣鏟除重焊。
1.1.3蓋面
蓋面時同樣要選擇直徑為3.2的焊條，具體選擇時還要參考焊縫已焊厚度來決定。每根焊條的起弧位置與收弧位置均要與中層焊縫接頭錯開，不得在中層焊縫表面引弧，要保證蓋面層焊縫的表面完整性以及壓力容器的圓滑過渡，焊縫的寬度大概是蓋過坡口兩側2mm左右，焊縫加強高度則在1.5～2.5mm左右。
蓋面層對焊縫的質量要求也比較高，焊縫表面不得出現裂紋、氣孔、夾渣以及熔合性飛濺等問題，咬邊的深度要控制在 0.5mm 以內，且咬邊的長度要控制在該焊縫總長的10%以內。完成蓋面焊接后要將溶渣清理干凈，并用鋼絲刷對容器表面做進一步清理，及時覆蓋，防止在進行保溫與防腐處理前出現銹蝕等問題。
1.1.4焊后熱處理
焊后必須進行熱處理，其主要作用是消除焊接殘余應力，防止出現冷裂紋，對焊接接頭的性能做進一步改善。通常焊后熱處理工藝分為后熱處理、消除應力后的焊后熱處理以及改善焊接接頭性能的焊后熱處理等三種，根據不同的焊接質量要求選擇不同的熱處理工藝。
1.1.5焊縫無損檢測
在完成整個壓力容器的焊接工作后，要做好所有焊縫的外觀檢查工作，然后根據相關的質量要求、按照規定的比例做無損檢測，其主要內容包括兩部分，即焊縫表面的無損檢測與焊縫內部的無損檢測。
1.2壓力容器用耐熱鋼焊材的選擇
在選擇耐熱鋼焊材時需要注意以下幾個原則：
（1）在選擇低合金耐熱鋼焊材時，要注意與低合金高強鋼相同，焊縫金屬與母材要保持同等強度，此外，除了要保證焊縫金屬與母材的常溫強度相等之外，還要保證其高溫強度至少要保持在母材標準值的下限要求以上。
（2）要求焊縫金屬的鉻、鉬等材料的含量至少保持在母材標準值的下限要求以上，才能保證焊縫金屬與母材的性能處于同等水平。
（3）要對焊材中相關微量元素的含量進行嚴格控制，比如氧、硅、磷、銻、錫、砷等，從而保證焊縫金屬的回火脆性與母材保持同一水平。
（4）對焊材中的含碳量進行嚴格控制，保證其低于母材的碳含量，從而提高焊縫金屬的抗裂性，不過需要注意，碳含量不得過低，否則在后續長時間的焊后熱處理過程中，會形成鐵素體，最終影響到材料的韌性；所以通常情況下針對低合金耐熱鋼而言，其焊縫金屬含碳量控制在0.08～0.12%之間為最適宜，以保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并與母材的高溫蠕變強度保持相當的水平。
2.壓力容器用耐熱鋼焊接要點
①預熱與層間溫度在Cr-Mo鋼的焊接特點中提到的冷裂紋、熱裂紋及消除應力裂紋，都與預熱及層間溫度相關。一般來說，在條件許可下應適當提高預熱及層間溫度來避免冷裂紋和再熱裂紋的產生。
②焊后熱處理對于低合金耐熱鋼，焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應力，而且更重要的是改善組織提高接頭的綜合力學性能，包括提高接頭的高溫蠕變強度和組織穩定性，降低焊縫及熱影響區硬度，還有就是使氫進一步逸出以避免產生冷裂紋。
③后熱和中間熱處理 Cr-Mo 鋼冷裂傾向大，導致生產裂紋的影響因素中，氫的影響居首位，因此，焊后（或中間停焊）必須立即消氫。一般說來，Cr-Mo 鋼容器的壁厚、剛性大、制造周期長，焊后不能很快進行熱處理，為防裂并穩定焊件尺寸，在主焊縫（或主焊縫和殼體接管焊縫）完成后進行比最終熱處理溫度低的中間熱處理。這類鋼的后熱溫度一般為300～350℃，也有少數制造單位取350～400℃的。中間熱處理規范隨鋼種、結構、制造單位的經驗而異，一般中間熱處理溫度為（620～640℃）±15℃。
④焊接規范的選擇焊接線能量、預熱溫度和層間溫度直接影響到焊接接頭的冷卻條件，一般來說，焊接線能量越大，冷卻速度越慢，加之伴有較高的預熱和層間溫度，就會使接頭各區的晶粒粗大，強度和韌性都會降低。對于低合金耐熱鋼而言，對焊接線能量在一定范圍內變化并不敏感，也就是說，允許的焊接線能量范圍較寬，只有當線能量過大時，才會對強度和韌性有明顯的影響，所以為了防止冷裂紋的產生，焊接時線能量不要過小。
3.壓力窗口焊接技術的對策
（1）對現場自動化焊接應給子一定的重視。因為從發展的趨勢來看，受運輸條件的限制，設備的大型化必將導致制造廠內的焊接工作有部分將轉移至施工現場?，F場焊接作業環境差，如不采用自動焊接技術，將會制約其它各項工作的順利進行。
（2）要根據企業實際，盡可能引進一批先進的焊接設備，采用有效的焊接工藝，降低成本、提高效率。
（3）要加快CO2氣保焊在壓力容器焊接中的應用研究，提前做好各項焊接基礎工作，推廣使用低成本的氣體保護焊。
（4）要對焊接的前期工作，如下料精度、坡口加工質量、組對質量提出更高的要求。如采用數控切刑、坡口機械加工、自動組對等。提前做好各項準備工作，為擴大自動焊技術覆蓋內打下堅實的基礎。
（5）要積極參與新技術、新工藝的研究與開發，走在壓力容器焊接技術的前沿，占領制高點。
4.結語
總之，壓力容器的使用工作條件相對苛刻，且工作性能受諸多因素的影響，比如壓力、溫度、介質等，導致破壞性事故時有發生，因此要對其制造質量進行嚴格的控制；而焊接作為制造過程中的重要環節，更是要予以嚴格管理。 [科]
【參考文獻】
[1]于彬，王堯杰.壓力容器焊接工藝要素分析[J].金屬加工，2011（6）.
篇10
關鍵詞： T91/P91； 焊接； 熱處理； 質量控制
一、監控內容
1. 原材料質量控制
T91/P91鋼管采購時， 要認真檢查原材料的化學成分，嚴格控制S、A l、V等元素的含量。S 是晶間脆化的原因，應越小越好； A l會降低金屬的高溫持久塑性， 也應該嚴格控制； V 含量控制在偏下限為宜。T91/P91鋼管的供貨狀態為正火和回火。
2. 施工方案及施工人員資格控制
（1） 焊接工藝評定
為保證焊口質量， 焊接施工前必須進行焊接工藝評定，并依據批準的焊接工藝評定報告， 制定作業指導書， 并要求焊工嚴格按照作業指導書進行焊接。
（2） 焊工資格和熱處理工資格
T91鋼管道的焊接工作， 應由具有B 類Ⅲ級鋼材焊接合格證的Ⅰ類小管焊工擔任； P91鋼管道的焊接工作， 應由具有B 類Ⅰ級大管焊工擔任。施焊焊工的合格證必須在有效期內， 施焊前應進行與實際條件相適應的崗前練習， 經模擬考試， 通過后方可參與工程施焊。熱處理工必須經過專業培訓， 經考核取得資格證書且在資格證書的有效期內進行熱處理作業。
31 焊接質量控制
（1） 焊前檢查
焊接施工前， 應檢查施工環境、坡口質量、焊接材料、焊接設備等情況； 焊接場所應有防風、防雨及高空墜落物等措施； 坡口質量應重點檢查， 必須符合規程規范要求。檢查內容包括坡口類型、坡口角度、坡口尺寸、坡口間隙、坡口寬度、斷面與管子中心線的偏斜度、錯口、彎折、坡口表面清理、坡口處母材情況及對口所用工具等； 焊接材料主要檢查質量驗收及存放環境、焊接材料的領用手續、焊條使用前的烘焙及使用過程中的保溫、焊絲使用前的去污垢處理等； 焊接設備應選用直流弧焊機， 使用前檢查焊機的接線、接地是否正常， 對施焊過程中采用的氬弧焊槍、電焊鉗、氬氣、清渣工具、勞保用品等也應進行檢查。焊接過程中采用的計量器具必須在有效期內并保證能夠正確使用。
（2） 焊口預熱
采用遠紅外電加熱的方法進行預熱。加熱片應對稱布置。優先選用履帶式加熱器， 在加熱部位困難時， 可選用繩型加熱器。重點檢查熱電偶的布置、加熱器寬度、預熱溫度、預熱時的升溫速度等是否符合規程規范要求。
（3） 點固焊及打底焊接
對口合格、預熱溫度達到要求后， 進行點固焊接， 其焊接材料、焊接工藝、焊工資格及預熱要求等均與正式焊接相同。點固前， 管道內部做密封氣室進行充氬。點固焊應該對稱布置， 點固結束后檢查焊點質量， 如有缺陷應立即清楚， 重新點固。點固完畢后， 在預熱溫度合格的前提下， 進行氬弧焊打底。重點監控焊接電流、焊接速度、焊絲用量、氬氣流量、焊層厚度、鎢棒使用情況等。打底結束后， 仔細檢查打底質量， 發現問題應及時處理。
（4） 電弧焊層間工藝
打底焊接結束且經檢查合格后， 應及時進行次層焊縫的焊接， 以防產生裂紋。不能及時進行焊接時， 再次施焊前應重新預熱。采用多層多道焊接， 以降低焊接局部線能量， 避免產生粗大晶粒。焊接過程中， 應逐層進行檢查，檢查合格后方可焊接下一焊層， 直至蓋面結束。電弧焊層間工藝控制的重點是焊層厚度、層間溫度、橫焊焊口每層的焊道數、焊道寬度、焊接順序等。
（5） 焊接工藝參數
在施焊過程中， 用儀表對焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊接溫度分布、預熱溫度、層間溫度等參數進行監控，發現問題應及時調整。重點監控內容為焊接電流及焊接速度的變化， 以控制焊接線能量。焊接過程一般要求連續完成，如遇以外情況被迫中斷時， 應采取保溫、緩冷等預防措施，重新焊接時， 應再次檢查并確保無裂紋后， 方可繼續施焊。
4.熱處理質量控制
熱處理包括焊前預熱、后熱和焊后熱處理， 其質量控制范圍包括電源設備機況、熱電偶的數量及布置、加熱器功率、加熱器包扎方法、加熱寬度、保溫厚度、熱處理升降溫和恒溫曲線記錄等。焊接完成后， 立即進行后熱脫氫處理， 脫氫結束后立即進行焊后熱處理。熱處理的監控重點為加熱方法、熱電偶布置、升降溫速度及熱處理曲線等。
（1） 焊前預熱
對于T91 /P91鋼材， 為防止裂紋產生， 預熱溫度應為200- 250C。
（2） 后熱
后熱脫氫處理要在焊后立即進行， 且溫度保持在350e左右， 恒溫2- 3h后緩冷。
（3） 焊后熱處理
焊后熱處理在焊后24 小時內進行， T91 /P91 鋼材的高溫回火溫度為760±100C。小徑薄壁管的恒溫時間視壁厚決定， 大徑厚壁管的恒溫時間一般不少于4h。
5. 焊接質量檢驗
（1） 外觀檢查
焊后外觀檢查包括焊縫美觀程度、焊縫余高、焊縫寬窄差及表面氣孔、夾渣、咬邊、裂紋、弧坑、內凹、彎折、錯口等缺陷。焊縫外觀應符合5火電施工質量檢驗及驗評標準） ） ） 焊接篇（ 1996年版） 6 的要求。對于外觀檢查不合格的焊縫， 在返工合格前， 不允許進行其他項目的檢查。
（2） 無損檢驗
無損檢查包括無損檢驗、硬度測試、光譜復查等。
①無損檢驗
現場一般采用射線探傷、超聲波探傷和滲透探傷相結合的方法進行焊縫質量檢驗。主要是為了發現焊縫及周圍母材表面缺陷和焊縫內部裂紋、未熔合、未焊透、氣孔夾渣等缺陷。
②硬度測試
在焊后熱處理結束后， 需對焊縫、熱影響區和距離焊縫較遠的母材進行硬度測試， 測試過程中應選取多個點。熱處理后焊縫的硬度應不超過母材的布氏硬度加100， 且不大于H B350。硬度測試結果不合格時應重新進行熱處理。
③光譜復查
光譜復查包括對合金鋼材的抽查， 以及對焊縫區域熔敷金屬（焊接材料） 化學成分的復查， 以確保合金種類、焊接材料使用無誤。
二、施工過程中需要注意的問題
通過對某電廠二期2×600MW 工程兩臺機組現場安裝焊口的焊接過程監控， 發現了一些需要注意的問題。
1. 充氬
考慮到管道系統的結構， 應合理安排焊口的焊接順序，以保證整個管系具有較小的管系應力， 并能保證所有焊口能夠在焊前進行內部充氬保護。對于大徑管， 為保證焊縫根部質量， 在打底及前三層焊接時， 管內必須充氬保護，氣流量盡量選大。在高壓導汽管道安裝時， 由于管道直接連到高壓缸， 若使用氣室充氬， 則熱處理后氣室密封介質無法導出。對于這些無法使用密封氣室的焊口， 可在坡口內外側涂抹免充氬保護劑后進行焊接， 避免污染汽缸內部。
2. 焊接工藝
為提高焊縫的沖擊韌性， 應采用小規范參數進行焊接： 焊層厚度嚴格控制在與焊條直徑大小， 層間溫度控制在200-3000C。為避免焊接過程中出現夾渣、未熔合等缺陷， 在焊接過
程中焊條應有一定的擺動， 且需用鋼絲刷或鏨子對焊道進行清理。在水壓堵板和吹管堵板割除時， 應選用機械切割， 且殘留焊疤應略高于母材， 以免傷害母材、產生再熱裂紋。
3. 熱處理
對于厚壁管， 預熱時間宜相應延長， 使盡量減小焊縫區域母材溫差， 避免熱裂紋的產生。焊后熱處理時， 升降溫速度宜略低于規程規范要求， 恒溫時間適當延長， 以提高焊縫的沖擊韌性。
4. 質量檢測
焊縫質量檢測必須貫徹落實“上一步工序未完成， 不得進行下一步工序”的原則： 焊前檢查合格后方可施焊，表面質量檢驗合格后方可進行硬度檢測和無損探傷， 且無損探傷必須在熱處理完成后進行。對于以上發現的問題，我們及時在現場監控過程中指出并進行了糾正， 保證了T91/P91管道焊口的焊接質量。
三、結論
在某電廠二期2 ×600MW 工程建設中， 通過工程公司、監理公司、安裝單位對T91 /P91鋼管道焊接的全過程進行焊接質量監控， 嚴格按照上述工藝要求施工， 使# 1、2#機組主蒸汽、過熱器、再熱器等系統的所有T91 /P91鋼焊口各項性能均達到優良標準， 保證了焊縫質量和機組的安全運行。在機組運行過程中， 未發生因焊接質量引起的事故。
參考文獻：
[1] DL /T869- 2004， 火力發電廠焊接技術規程.
[2] DL /T819- 2002， 火力發電廠焊接熱處理技術規程.
