材料的熱處理可能是一個(gè)非常復(fù)雜的主題，但當(dāng)涉及到焊接后的熱處理時(shí)，它歸結(jié)為一個(gè)簡(jiǎn)單的概念：進(jìn)行感應(yīng)加熱的焊后熱處理是為了保持或提高材料強(qiáng)度和機(jī)械性能并減輕殘余應(yīng)力。在鋼鐵制造中，最常見(jiàn)的感應(yīng)加熱的焊后熱處理程序是后加熱和應(yīng)力消除。
當(dāng)我們焊接時(shí)，我們會(huì)引入足夠的熱量來(lái)熔化基材。這種升高的溫度會(huì)導(dǎo)致基材的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改變非常重要的材料特性，例如拉伸強(qiáng)度、硬度、延展性和韌性。這些性能受影響的程度取決于母材的化學(xué)成分和焊接后的冷卻速度。感應(yīng)加熱的焊后熱處理要求通常由規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及由于焊接結(jié)構(gòu)的使用條件而產(chǎn)生的任何特殊要求規(guī)定。
1.后加熱
后加熱主要是為了避免氫致開(kāi)裂，也稱為冷開(kāi)裂和氫輔助開(kāi)裂 (HAC)。氫致開(kāi)裂發(fā)生，必須具備以下三個(gè)條件：
①易受影響的基材微觀結(jié)構(gòu)（通常是由于碳含量高）
②氫的閾值水平
③壓力水平升高（內(nèi)部或外部）
如果消除上述三件事之一，就不會(huì)發(fā)生氫致開(kāi)裂。后加熱允許氫從焊縫和熱影響區(qū)擴(kuò)散出來(lái)，從而將可擴(kuò)散的氫減少到閾值水平以下。
后加熱前不應(yīng)讓焊縫冷卻至室溫。一旦材料溫度降至 200F 以下，就會(huì)發(fā)生氫致開(kāi)裂。在此之前，必須將零件加熱到特定溫度并保持特定時(shí)間，具體時(shí)間取決于材料類型和厚度。這允許氫從焊縫中擴(kuò)散出來(lái)并防止在達(dá)到室溫時(shí)出現(xiàn)冷裂紋。
2.規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)將指定溫度和保持時(shí)間。
通常，您必須將零件加熱到足夠高，以使氫從焊縫和熱影響區(qū)中擴(kuò)散出來(lái)，但又不能高到足以產(chǎn)生任何類型的微觀結(jié)構(gòu)變化。通常，此烘烤程序在149°C–316°C之間進(jìn)行。該溫度每英寸 [25mm] 的材料厚度至少保持 1 小時(shí)。
3.緩解壓力是應(yīng)用感應(yīng)加熱的焊后熱處理的另一個(gè)常見(jiàn)目的。
應(yīng)力消除是在更高的溫度下進(jìn)行的，并且通常比后加熱更長(zhǎng)時(shí)間。由于高水平的約束力和收縮力，焊件中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力可能不會(huì)導(dǎo)致零件立即開(kāi)裂，但會(huì)顯著降低焊接結(jié)構(gòu)或部件的疲勞壽命。
應(yīng)力消除將通過(guò)仔細(xì)控制零件加熱到特定溫度、將其保持特定時(shí)間然后控制冷卻速率來(lái)減少焊接后存在的這些殘余應(yīng)力。與后加熱不同，消除應(yīng)力的溫度要高得多。對(duì)于大多數(shù)碳鋼，應(yīng)力消除是在[538?C–760?C下進(jìn)行的。
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