[发明专利]一种改变焊缝组织性能的形变热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改变焊缝组织性能的形变热处理方法。

背景技术

近年来，随着卷板的质量和钢级不断提高，对焊缝质量的要求也更加严格，焊缝的组织性能是焊接质量好坏最为直接的证明。在高钢级焊缝的检查中发现焊缝及热影响区的组织性能与母材的组织性能有很大的差别，一般焊缝、热影响区的晶粒度都在零级附近，而母材的晶粒度都在十级以上，造成了焊缝应力集中存在。焊缝的应力集中大大降低了焊缝的质量，对焊缝的耐腐蚀和塑性韧性有很大影响。为了消除焊缝的应力集中，改善焊缝的耐腐蚀和塑性韧性，必须改变焊缝组织的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种改变焊缝组织性能的形变热处理方法，通过对焊缝按一定的工艺条件进行加热和碾压处理，实现细化焊缝晶粒，消除焊缝残余应力，提高焊缝塑性韧性，使焊缝获得与母材基本一致的组织和力学性能。

本发明的设计思路：

(1)加热温度是决定形变热处理效果的重要因素。对于板板对接焊缝，利用短时快速高效加热方式使焊缝、热影响区快速达到相变温度并完全奥氏体化，晶粒来不及涨大，可以很大程度的细化焊缝和热影响区的组织晶粒度。加热温度应该控制在700℃-1000℃，最佳温度在750℃-850℃之间，在该温度区间形变热处理过的焊缝、热影响区的组织均匀、晶粒度与母材一致，可达到12级左右。

(2)板板对接焊缝一般只需碾压1-3次，碾压次数过多会造成焊缝和热影响区组织粗大、不均匀，使显微硬度上升超出标准规定，造成不合格。

本发明的技术解决方案：采用中频感应加热方式将焊缝快速、均匀加热到相变温度以上，在此温度下迅速对焊缝进行碾压，在碾压力和温度的作用下，使对接焊缝晶粒细化，焊缝的性能得到改善，达到与母材基本一致的程度。

本发明所述的一种改变焊缝组织性能的形变热处理方法是：

①采用中频感应加热方式，对焊缝正面进行加热，加热速率30℃/s-100℃/s，使焊缝整体温度达到700℃-1000℃后停止；

②在700℃-1000℃温度下采用碾压辊沿焊缝纵向快速碾压焊缝，碾压速度为300-500mm/s；

③调整碾压压力和碾压次数，直至碾压后焊缝余高≤0.4mm。

所述碾压压力为4-7t，碾压次数为1-3次。

所述碾压温度在750℃-850℃之间。

本发明在对焊缝正面进行加热前，先采用电热装置对焊缝背面进行预热后保温，使焊缝背面温度达到300℃-500℃，并且在快速碾压焊缝过程中继续通过电热装置对焊缝背面进行加热保温，使碾压过程中沿焊缝纵向温度差小于20℃，以保证焊缝获得与母材基本一致的组织和力学性能。

本发明通过对焊缝按一定的工艺条件进行加热和碾压处理，细化焊缝晶粒，消除焊缝残余应力，提高焊缝塑性韧性，改善了焊缝的组织性能，使焊缝晶粒度由原来的0级左右提高到12级左右并与母材接近，使焊缝获得与母材基本一致的组织和力学性能。

附图说明

图1为形变热处理前试样母材组织效果图(F+P)，

图2为形变热处理后试样母材组织效果图(F+P)，

图3为形变热处理前试样焊缝组织效果图(F+B+P)，

图4为形变热处理后试样焊缝组织效果图(F+P)，

图5为形变热处理前试样热影响区组织效果图(F+B+P)，

图6为形变热处理后试样热影响区组织效果图(F+P)，

具体实施方式：

结合附图1、2、3、4、5、6描述本发明的实施例。

1、改变焊缝组织性能的形变热处理方法一：

①先采用电热装置对焊缝背面进行预热后保温，使焊缝背面温度达到300℃-500℃：

②采用中频感应加热方式，对焊缝正面进行加热，加热速率30℃/s-100℃/s，使焊缝整体温度达到700℃-1000℃后停止；

③在750℃-950℃温度下采用碾压辊沿焊缝纵向快速碾压焊缝，碾压速度为300-500mm/s；碾压压力为4-7t，碾压次数为1-2次，直至碾压后焊缝余高≤0.4mm。并且在快速碾压焊缝过程中继续通过电热装置对焊缝背面进行加热保温，以保证碾压焊缝过程中沿焊缝纵向温度差小于20℃。

2、改变焊缝组织性能的形变热处理方法二：

①采用中频感应加热方式，对焊缝正面进行加热，加热速率30℃/s-100℃/s，使焊缝整体温度达到700℃-1000℃后停止；