焊后热处理基本知识

1、焊接接头焊后热处理根本知识培训一、焊后热处理的概念1.1后热处理消氢处理：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200C350c保温缓冷的举措.目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接剩余应力、预防焊缝接头中出现马氏体组织,从而预防氢致裂纹的产生.后热温度：200c350c保温时间：即焊缝在200c350c温度区间的维持时间,与后热温度、焊缝厚度有关,一般不少于30min加热方法：火焰加热、电加热保温后的举措：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温NB/T47015-2021关于后热的规定：4.5后热4.5.1对冷裂较敏感性较大的低合金制和拘束度较大的焊件应采取后热情施.4

2、,5.2后都应在焊后立即进行.4.5.3后热温度一般为200工T50工,保温时间与后热湿度、焊缝金属厚度有关,一般不少于45：4假设理后立即进行热处理那么可不进行后热电46J碳素钢和低合金钢低于490t的热过程,高合金钢低于315C的热过程.均不作为焊后热处理对待.1.2 焊后热处理PWHT：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理,内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等.狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火,即为了改善焊接区的性能和消除焊接剩余应力等有害影响.1.3 压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处

3、理.焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间,然后缓慢降温冷却至室温.目的、作用：(1) 降低或消除由于焊接而产生的剩余焊接应力.(2) 降低焊缝、热影响区硬度.(3) 降低焊缝中的扩散氢含量.(4) 提升焊接接头的塑性.(5) 提升焊接接头冲击韧性和断裂韧性.(6) 提升抗应力腐蚀水平.(7) 提升组织稳定性.热处理的方式：整体热处理、局部热处理1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的举措焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化(热涨冷缩)及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的剩余应力.1.4.1 焊接应力只能降低,不可能完全消除,焊接剩余应力形成的的危害：1)影响构件承

4、受静载的水平；2)会造成构件的脆性断裂；3)影响结构的疲劳强度；4)影响构件的刚度和稳定性；5)应力区易产生应力腐蚀开裂；6)影响构件的精度和尺寸的稳定性.1.4.2 降低焊接应力的举措1)设计举措：(1)构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量,可减少焊接变形,同时降低焊接应力(2)构件设计时预防焊缝过于集中,从而预防焊接应力叠加(3)优化结构设计,例将如容器的接管口设计成翻边式,少用承插式2)工艺举措(1)采用较小的焊接线能量(2)合理安排装配焊接顺序(3)层间进行锤击(4)预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸),与焊接区同时拉伸(膨胀)和同时压缩(收缩)(5)焊接高强钢时选用塑性较好的焊条

5、(6)采用整体预热(7)焊后消氢处理(8)采用整体焊后热处理(9)利用振动法消除焊接剩余应力二、容器及受压元件应按材料、焊接接头厚度、结构形式、介质和设计要求确定是否进行焊后热处理.GB150-2021中的规定、符合以下条件之一者,应进行焊后热处理：1)焊接接头厚度符合表5规定者表5需进行焊后热处理的焊接接头厚度材料一焊接接壬厚度07MuMoVR,07MnNiVDR.07MnNiMoDR>ISMnNiVR,OSMnNiMoVDJONiSMuVD>32HlHl>38mni(焊前琬热LOO书以上)>32mm>38mm(焊前琵热iOG七以上)16MnDRJSMnDEOM

6、nMoD15MENiDR,L5MuNiNbDR,03MnNiDRv09MnSiD1BMnMoNbRJ3MnNiMt>R.20MnMo.20MnMoNb.20MnNiMo15CtMoR.KCrlMoR.12Cr2MolR.tZCrlMoVR.)2Ci2MolVRISCrMu.14alM.UCrSMol.12CHMoV>12Cr2MolV,12Cr3MolV,Cr5MoS113Ofi.S1134808Ni3DR.C8N13D>25mm>20mm(设计孤度不低于一3.£的低温容卷)任意厚度f设计皇度低于一前七的低谡容器)>20mm(设计型度不低于一45P的低眼

7、容豁)任急厚度(设计温度低于一45t的低激容器)任意厚度住意厚度>10mm任意厚度2图样注明有应力腐蚀的容器3用于盛装毒性为极度或高度危害介质的碳素钢、低合金钢制容器4相关标准或图样另有规定的8.2.3 对于异种纲材之间的焊接接头,按热处理要求高者确定是否进行痹后热处理.8.2.4 当需对奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢进行焊后热处理时,按设计文件规定.品2.5除设计文件另有规定,奥氏体型不锈钢,奥氏体铁素体型不锈钢的焊接接头可不进行热处理.NB/T47007-2021中规定：8-2焊后热处理8.2J除使用压力小于或等于LOMPa,且管内流体为水或水蒸气的管箱外,所有碳素钢和低合金

8、钢管箱均应作焊后热处理焊后热处理不包括管子与管板的熄接接头.三、焊后热处理方式NB/T47015-20214.6.10焊后热处理方式4.6.10,1整体焊后蒸处理有以下两种形式,条件许可时,应采用炉内整体加热法：a将容器装入封闭炉的有效加热区内整体加热；b在容器内部加热,外部保温.46To一2整体分段焊后热处理将容器分段装入炉内加热,加热各段重叠局部长度金少为1500mm口炉外局部的容器采取保温举措,预防产生有害的温度梯度口4.6.10.3局部焊后热处理4.6,10.3,1局部煤后热处理包括：环焊建焊后热处理、焊接返修后热处理,壳体或封头上施焊接管或其他受压件后热处理等.4.6.10.3.2局

9、部焊后热处理的加热范国内的均温带应覆盖焊热影响区及其相邻母周口均温带的最小宽度为焊最大宽度两侧各加加wirr或50mm,取两者较大值；在返修焊缝端部方向匕加而wht或50mE,取两者较大值d4.6.10.3.3筒体管件局部焊后热处理时,均温带应环绕包括返修焊缝在内的筒体管件全回周.4,6.10.3.4接管或附件与简体焊缝局部焊后热处理时,均温带应环绕包括接管或附件在内的筒体全圆周.4.6,10.3.5均温带内任意一点温度应不低下焊后热处理规定的温度口加热带宽度应保证覆盖穗围内均温带的温度规篦符合规定,绝热带那么应保证热能效率,预防产生有害的温度梯度.4.6.11焊后热处埋温度测定4.6.11.

10、1热处理温度以在焊件上直接测量为睢.4.6一1L2应将热电偶直接焊如采用电容放电法在焊件上口在热处理过程中应预防热电偶与蝗件接触松动、脱落.四、焊后热处理要求GB1508.2.6焊后热处理要求乱2.6.1制选单位应按设计文件和标褴的要求在热处理前编制热处理工艺,氏2.6.2不得使用燃煤炉进行焊后热处理.8.2.6.3热处理装置炉应配有自动记录温度曲线的测温仪表,并能自动绘制热处理的时间与工件壁温关系曲线.8.2.6.4整体焊后热处理可以是炉内整体加热方怯或容器内部加热方法,在可能的情况下,应优先采用炉内整体加热方法,当无法整体加热时,允许分段加热进行分段共处理时,其重复加热长度应不小于1SME

11、m*且相邻鄢分成采取保温举措,使温度梯度不致影峋材料的组织和性能,热处理操作应符合&工7的规定.*2.6.5B、C、D、E类焊接接头,球形封头与圆筒连接接头以及缺陷焊朴部位,允许采用局部热处理.局部热处理有效加热范围应符合以下规定:G知缝最大宽度两制咯加&wht或50mm,取两者较小值.b返修焊缝端部方向上加方wht或50mm,取两者较小值；9接管与壳体相焊时,应环绕包括接管在内的筒体全圆周加热.且在垂直于焊缝方向上自煤缝边绿加日旧出或50mm,取两者较小值,局部熊处理的有效加热范网应保证不产生有害变形当无法有效限制变形时,应扩大加热范围,例如对圆筒全用长范围进行加热i同时.耨

12、近加热区的邰位应采取保温举措,使温度梯度不致影响材料的组纲和性能.E,2.6.6复合钢板容器及其受压元件热处理时,应采取举措保证容器特别是覆层材料性能满足使用要求,五、焊后热处理工艺NB/T47015-2021GB150-20214612焊后热处理工艺二3焊件进炉时,炉内温度不得高于4的也；b煤件升温至4OTC后加热区升温速度不应超过誉且不应超过220C/h,最小不PWltT低于55'C/h；c焊件升温期间,加热区内任意长度为4600mm内的温差不得大于120C：d焊件保温期间,加热区内最高与最低温度之差不得大于e升温和保温期间应限制加热区气氛,预防焊件外表过度氧化；f焊件温度高于40

13、0P时,加热区降温速度不应超过工留*C/b,且不应超过舞仆匕小,最小pwrrr不低于55r/h；g炸件出炉时,炉温不得高于400匕,出炉后应在静止的空气中冷却中六、焊后热处理标准NB/T47015-2021*负3焊后热处理蝮范1.1 .31理后热世理推蟀姚范见表5.当抵事饵和某些低合金M墀后热处罐温度心于表弓规定最低保温温度时,最短保温时间按表5旗定.4.5 3.2在像温温度M,除另有规定外,件那部点的温度允仃在热姓理工艺规定器度的心0丈内黄动,但最低温度不得依FM5或表6中规定的触低保温温度,表5焊后热处理推荐标准的或修材矣WMFe-I2'F2Fe-31'Fe-4Fe5AnF

14、ZB4Fe5CFw5B3FedFrL,Fc-8Fe-9BnFc-10HFe-10141最低保IBU度.匕6006006506go730高保温温度775C760730她注600见注n730相律M理度如过耳,h在加石处1g下量保1r同<50mm驾.少为ISaim<125mm与L,少为25Mhnios>125mmJ-125100至.少力ISnun25mm夕A少力15mm；>25mmJ.JF100鬻.少为15mic>SOmmT251nmXJ.笫1004Mtt252占一岂100BSL>125mmJ-125例贴母材美那么演47014爱定.力Fed.Fe<3类那么的

15、倒屑母利.当不能技本次规定的怎保温狙度进行焊后热处对时.可按表6的螳定森便像度.*任保匕时闻,Fe>9B类别的的收件机保一度不利Ml过635c.当不能按本表蝗定的最低保湿温度进行饵后监处残3.可按表6的疑定降低低保型速度多允许降低5SC.延长保时间.“F,5A类、F65BJ州的辆质毋材.当不能按本友规定的最低保温温度进行焊后热处押时,低保温度可降30c.但最低保爵叁度年后热处,烟保温时何： 斗rwHr<50mmB.t,为4h与4x驾.b中的较大值； 当6pwwr>50mm时,为表6中最担保温时间的4倍.“h好6、Fm7中的06CH3,06Cr13Al型不慎钢,当同时具备F列条

16、件时.无需迸行“后热处Flh铜中含不大于0.08%; 用能产生修.奥氏体嬉/金网或等空气猝硬的镇-格-铁烙敷金属的焊条施煤, 蝉根接头母材厚度不大于10mm,或母材厚度为lhnm-38mmi1保持2301:HI牖0度I饵捡偿头100%射蛾遗集检测.“卜一九36l0H奥立腰母材毋接接头改不要求.也不禁止米用燃后热处*.,伊件高于或等于650匕时.冷却速度不应大于P/h.低卜6solc后加速冷却,冷如充度应足以预防脆化.“F.处列保阻度与饵金U成分密切相关.表中所列数值缁力曲整.表6焊后热处理温度低于规定低保温温度时的保温时间比表6规定最低保温温度再降低温度政值.七降低温度后酷短保温时间,h备注3

17、02554n80102)11020JI3)最短保温时间适用于焊后热处理厚度那么E不大于25ee的焊件,当&惭大于25mm时,厚度每增加25mm,最短保温时间那么应增加I5min42适用于Fell和Ft-1-2组七、其它相关标准中关于热处理的要求1.SH/T3501-20217.4焊后热处理7.4.1 焊后热处理工艺应在焊接工艺卡中规定,并经焊接工艺评定验证.除设计文件另有规定外,常用钢材焊接接头的热处理温度,宜按表10的规定确定.低温钢焊后热处理应符合SH/T3525的规定表10常用钢材接接头热处理根本要求母材类别名义厚度母材最小规定抗拉强度MPa金属热处理温度P保温时间0口晨虹保温时

18、间h布氏胡度、碳钢、碳隹钢>19全部600-6j02.41加.Cr工0,5%的络用合金钢>L9全部600-720?,41这225全部>4900.的镭锢合金铜>13全部700-750二W您全部>490二.普尔.&：.：独和匚点3乱的钠钳合佥胭>13全部700-7602.42这加13Vxrz,l翼的珞相合金钢至都全部7007602.42名加工CL品的得铝合金捌全部全部700-7602*45(2417.4.2 对接环焊缝的热处理名义厚度应为焊接接头处较厚的工件厚度.7.4.3 支管连接时,热处理厚度应按主管或支管的厚度确定,而不考虑支管连接件包括整体补强或

19、非整体补强件的厚度.但如果任一截面上支管连接的焊缝厚度大于表10规定需要热处理的材料名义厚度2倍时,应进行焊后热处理.支管连接的焊缝厚度计算应符合以下规定：a安放式焊接支管见图4a,焊缝厚度应取支管的名义厚度Tb和角焊缝的计算有效厚度tc的和,tc应取0.7倍的支管名义厚度或6.4mm两者中的较小值；b插入式焊接支管见图4b,焊缝厚度应取主管的名义厚度Th和角焊缝的计算有效厚度tc的和；c带补强板的安放式焊接支管见图4c,焊缝厚度应取以下值中的较大值：1支管的名义厚度Tb和角焊缝的计算有效厚度tc的和；2补强板的名义厚度Tr和角焊缝的计算有效厚度tc的和；d带补强板的插入式焊接支管见图4d,焊

20、缝厚度应取主管的名义厚度/、补强板的名义厚度Tr和角焊缝的计算有效厚度tc的三者之和.7.4.4 用于平焊法兰、承插焊法兰和公称直径小于或等于50mm管子连接的角焊缝、密封焊缝以及管道支吊架与管道连接的角焊缝,如果任一截面的焊缝厚度大于表10规定的需要热处理的材料名义厚度的2倍时,应进行焊后热处理.但下述情况可不要求热处理：a碳钢材料焊缝厚度小于或等于16mm时,任意厚度的母材都不需要进行热处理；b)铭铝合金钢材料焊缝厚度小于或等于13mm,且母材规定的最小抗拉强度小于490MPa,当预热温度高于表9规定值时,那么任意厚度的母材都不需要进行热处理.7.4.5 铭铝合金钢和标准抗拉强度下限值等于

21、或大于540MPa钢材的管道焊接接头,焊后应立即进行热处理.否那么,焊后应立即均匀加热至300c350c保温缓冷.加热保温范围应与焊后热处理要求相同.7.4.6 热处理加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍且不少于25mmo加热范围以外100mm区域内应予以保温.管道两端应封闭.7.4.7 热处理的加热速度及冷却速度,应符合以下要求：a)升温至300c后,加热速度应按5125/TC/h计算,且不大于220C/h;b)恒温期间各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内,其差值不得大于50C；c)恒温后的冷却速度应按6500/TC/h计算,且不大于260C/h.冷至300c后可自然冷却.注：T为管

22、子的实际壁厚(mm).7.4.8 异种钢焊接接头的焊后热处理,应按国家现行标准SH/T3526的规定进行.2.GB50235-20216.0.10工业金属管道及管道组成件的焊后热处理应符合设计文件的规定.当设计文件无规定时,应按表的规定执行.焊后热处理的厚度应为焊接接头处较厚组成件的壁厚,且应符合以下规定：1支管连接时,热处理厚度应为主管或支管的厚度,不应计入支管连接件(包括整体补强或非整体补强件)的厚度.当任一截面上支管连接的焊缝厚度大于表6.0.10-1所列厚度的2倍或焊接接头处各组成件的厚度小于表6.0,10-1规定的最小呼度时,仍应进行热处理口支管连接的焊缝厚度应符合表6.0.10-2

23、的规定.表&0.10-1管道热处理根本要求母材类别名义厚度tinm)母材最小规定抗拉强度(MPa)热处理温度(匕)恒温时间(min*mm)最短恒温时间(h)碳钢?C3碳铸钢(C-Mn)wig全部不要求>19全部6006502.41铭铝合金钢(C-Mo.Mn-MoCr-Mo)Cr0.5%W19这490小要求>19全部6007202,41全部>4906007202.41锵铝合金钢(Cr-Mo)0.5%<Cr2%<13这490不要求>13全部7007502,42全部>4907007502.42珞铝合金钢(Cr-Mo)W13全部不要求>13全部7

24、007602,42络铝合金钢(Cr-Mo)全部全部7007602.423%VCi近10%马氏体不锈钢全部全部7307902.42铁素体不锈钢全部全部不要求-奥氏体不锈钢全部全部小要求低温银钢NiW4%W19全部小妾求>19全部6006401.216.0.11热处理的加热速率和冷却速率应符合卜列规定：1当加热温度升至400C时,加热速率不应超过205X25tCh且不得大于205rh;2恒温后的冷却速率不应超过260X25h,且不得大于0th,400c以卜可自然冷却口3.GB50236-20217.4.6 焊后热处理应符合设计文件的规定.当无规定时,管道的焊后热处理应符合现行国家标准?工业金

25、属管道工程施工标准?GB50235中的有关规定；设备的焊后热处理应符合现行行业标准?压力容器焊接规程?NE/T47015的有关规定.7.4.7 对有抗应力腐蚀要求的焊缝,应进行焊后热处理.7.48非奥氏体异种钢焊接时,应按焊接性较差的一恻钢材选定焊前预热加焊后热处理温度,但焊后热处理温度不应超过另一侧.钢材的下临界点,调质钢焊缝的焊后热处理温度应低于其|可火温度.4.DL/T819-20026,4焊后型处理641当符合LJL50071992中5.020,3条、8.0.2条、DL/T7522001中7.1、7,3条规定,或其他规程、工艺文件有要求时,应进行好后热处理口6,4,2焊后热处理温度选界应按卜.述原那么综合考点*s不能超过八5一般应在外式以下扣七一50七；b对调质钢.应低于调质处理时回火温度；七对异种钢,按合金成分低一铜材的八日选择一64,3常用钢的煤后热处理温度与恒温时间见附录q644升.降温速度应按下述原那么限制：a对册压管道和受压元件.焊接热处理升、降跟速度为6250单位为七/h,其中,为焊件厚度mni口不大于300C4】.降温时.3001以