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　　焊接熱處理和無損探傷

　　三、焊接過程質(zhì)量檢驗

　　(一)焊接前檢驗

　　(二)焊接中檢驗

　　(三)焊接后檢驗

　　1.外觀檢查

　　2.無損探傷

　　(1)表面及近表面缺陷檢查：滲漏探傷和磁粉探傷。

　　磁粉探傷只適用于檢查碳鋼和低合金鋼等磁性材料的焊接接頭。

　　滲漏探傷則更適合檢查奧氏體不銹鋼、鎳基合金等非磁性材料焊接接頭。

　　(2)內(nèi)部缺陷的檢查，常用的射線探傷和超聲波探傷。

　　(3)壓力管道、壓力容器焊接接頭強度試驗。

　　(4)致密性檢查(泄露試驗)，按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及制造條件可以有：

　　氣密性試驗，氦氣試驗，氨氣滲漏試驗，煤油滲漏法，真空箱試驗法。

　　四、焊接熱處理

　　熱處理一般由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。熱處理工藝是通過確定加熱溫度、保溫時間和冷卻介質(zhì)等參數(shù)，來達到改善材料性能的目的。

　　(一)常用熱處理方法

　　1.焊前預(yù)熱

　　預(yù)熱的作用在于提高焊接接頭溫度，減少焊縫金屬與母材間的溫差，降低焊縫冷卻速度，控制鋼材組織轉(zhuǎn)變，避免在熱影響區(qū)中形成脆性馬氏體，減輕局部硬化，改善焊縫質(zhì)量，同時由于預(yù)熱減緩熔池冷卻速度，有利于排氣、排渣，故可減少氣孔、夾渣等缺陷。

　　2.焊后熱處理

　　對容易產(chǎn)生焊接延遲裂紋的鋼材，焊后應(yīng)及時進行焊后熱處理。焊后熱處理過程主要有退火、回火、正火及淬火工藝。

　　(1)鋼的退火工藝

　　1)完全退火。鋼件加熱到臨界點Ac3(對亞共析鋼而言，是指珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體、過剩相鐵素體也完全消失的溫度)以上適當(dāng)溫度，在爐內(nèi)保溫緩慢冷卻的工藝方法。

　　目的是細化組織、降低硬度、改善加工性能及去除內(nèi)應(yīng)力。

　　完全退火適用于中碳鋼和中碳合金鋼的鑄、焊、軋制件等。

　　2)不完全退火。

　　目的是降低硬度、改善切削加工性能、消除內(nèi)應(yīng)力。

　　常用于工具鋼工件的退火。

　　3)去應(yīng)力退火。

　　目的是為了去除由于形變加工、機械加工、鑄造、鍛造、熱處理及焊接等過程中的殘余應(yīng)力。

　　(2)鋼的正火工藝

　　將鋼件加熱到臨界點Ac3或Acm以上適當(dāng)溫度，保持一定時間后在空氣中冷卻，得到珠光體基體組織。

　　目的是消除應(yīng)力、細化組織，改善切削加工性能及淬火前的預(yù)熱處理，也是某些結(jié)構(gòu)件的最終熱處理。

　　經(jīng)正火處理的工件其強度、硬度、韌性較退火為高，且生產(chǎn)周期短、能量耗費少，故在可能情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮正火處理。

　　(3)鋼的淬火工藝

　　淬火是將鋼奧氏體化后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)全部或一定范圍內(nèi)發(fā)生馬氏體不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。其目的是為了提高鋼件的硬度、強度和耐磨性。

　　(4)鋼的回火工藝

　　目的是調(diào)整工件的強度、硬度、韌性等力學(xué)性能，降低或消除應(yīng)力，避免變形、開裂，并保持使用過程中的尺寸穩(wěn)定。

　　回火按不同的加熱溫度可分為：

　　1)低溫回火。加熱到150～250℃回火，穩(wěn)定組織，以得到高的硬度與耐磨性，降低內(nèi)應(yīng)力及脆性。主要用于各種高碳鋼的切削工具、模具、滾動軸承等的回火。

　　2)中溫回火。將鋼件加熱到250～500℃回火，使工件得到好的彈性、韌性及相應(yīng)的硬度，一般適用于中等硬度的零件、彈簧等。

　　3)高溫回火。將鋼件加熱到500～700℃回火，即調(diào)質(zhì)處理，因此可獲得較高的力學(xué)性能，如高強度、彈性極限和較高的韌性。主要用于重要結(jié)構(gòu)零件。

　　鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后不僅強度較高，而且塑性、韌性更顯著超過正火處理的情況。

　　3.熱處理方法的選擇

　　焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。

　　對于氣焊焊口采用正火加高溫回火處理。這是因為氣焊的焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需細化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火，以消除應(yīng)力。

　　單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊縫，其目的是為了達到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場合是選用單一的高溫回火。

　　五、無損探傷

　　目前應(yīng)用最廣泛的無損檢測方法主要是射線探傷、超聲波探傷、滲透探傷、磁粉探傷和渦流探傷。

　　1.射線探傷(RT))

　　(1)X射線、γ射線

　　1)X射線探傷的優(yōu)點是顯示缺陷的靈敏度高于γ射線探傷，特別是當(dāng)焊縫厚度小于30mm時。其次是照射時間短、速度快。

　　缺點是設(shè)備復(fù)雜、笨重，使用成本高，操作麻煩，穿透力較γ射線小。

　　2)γ射線。施工中多采用放射線同位素作為射線源。

　　γ射線波長較X射線短，故其射線更硬，穿透力更強。

　　γ射線的特點是設(shè)備輕便靈活，特別是施工現(xiàn)場更為方便，而且投資少，成本低。

　　但其曝光時間長，靈敏度較低，在石油化工行業(yè)現(xiàn)場施工時常用。

　　(2)中子射線檢測。

　　獨特優(yōu)點是使檢驗封閉在高密度金屬材料中的低密度材料，如非金屬材料成為可能，此方法與X射線法是互為補充的。在某些場合，試件既用X射線又用中子射線做全面的檢測。

　　缺點是中子源和屏蔽材料大而重，便攜源價格高，比X射線探傷曝光程序復(fù)雜，還需要解決工作人員的安全防護問題。

　　2.超聲波探傷(UT)

　　超聲波探傷與X射線探傷相比，具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優(yōu)點。

　　缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性。

　　超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗。

　　3.渦流探傷

　　渦流探傷的主要優(yōu)點是檢測速度快，探頭與試件可不直接接觸(為實現(xiàn)高速自動化檢測提供了條件)，無須耦合劑。

　　可以一次測量多種參數(shù)，如對管材的渦流檢測，可以檢查缺陷的特征，還可以測量管材的內(nèi)徑、外徑、壁厚和偏心率等。

　　主要缺點：只適用于導(dǎo)體，對形狀復(fù)雜試件難作檢查，只能檢查薄試件或厚試件的表面、近表面缺陷。

　　4.磁粉探傷(MT)

　　磁粉探傷是用來檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷的一種無損檢測方法。

　　磁粉探傷優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作容易、檢驗迅速、具有較高的探傷靈敏度，幾乎不受試件大小和形狀的限制;

　　可用來發(fā)現(xiàn)鐵磁材料鎳、鈷及其合金、碳素鋼及某些合金鋼的表面或近表面的缺陷，可檢出的缺陷最小寬度約為1μm，可探測的深度一般在1～2mm;

　　適于薄壁件或焊縫表面裂紋的檢驗，也能顯露出一定深度和大小的未焊透缺陷。

　　磁粉探傷缺點：難于發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣及隱藏在焊縫深處的缺陷，寬而淺的缺陷也難以檢測。

　　檢測后常需退磁和清洗。

　　試件表面不得有油脂或其他能黏附磁粉的物質(zhì)。

　　5.滲透探傷(PT)

　　滲透探傷包括熒光法和著色法。

　　滲透探傷的優(yōu)點：不需要特別昂貴和復(fù)雜的電子設(shè)備和器械，費用低廉;檢驗的速度快，操作比較簡便，大量的零件可以同時進行批量檢驗;缺陷顯示直觀，具有相當(dāng)高的靈敏度，能發(fā)現(xiàn)寬度1μm以下的缺陷;不受被檢試件幾何形狀、尺寸大小、化學(xué)成分和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的限制，廣泛應(yīng)用于黑色和有色金屬鍛件、鑄件、焊接件、機加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的檢查。

　　不受缺陷方位的限制，一次操作可同時檢驗開口于表面中所有缺陷，它能檢查出裂紋、冷隔、夾雜、疏松、折疊、氣孔等缺陷。

　　最主要的限制：只能檢出試件開口于表面的缺陷，不能顯示缺陷的深度及缺陷內(nèi)部的形狀和大小，對于結(jié)構(gòu)疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不適用。

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