焊後熱處理

焊接殘餘應力是由於焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會產生殘餘應力。

消除殘餘應力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內加熱到一定溫度（Ac1以下）和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內應力高的地方產生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應力降低。

焊後熱處理對金屬抗拉強度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關。焊後熱處理對焊縫金屬衝擊韌性的影響隨鋼種不同而不同

基本介紹

• 外文名：Post Welding Heat Treatment
• 中文名：焊後熱處理
• 外文名：暫無
• 分類：焊接
• 定義：機械工程
• 加熱方法：燃料加熱法、電加熱法、能源加熱法

目的

1.鬆弛焊接殘餘應力 2.穩定結構的形狀和尺寸，減少畸變。 3.改善母材、焊接接頭的性能，包括a.提高焊縫金屬的塑性。b.降低熱影響區硬度。c.提高斷裂韌性。d.改善疲勞強度。e.恢復或提高冷成型中降低的屈服強度。 4.提高抗應力腐蝕的能力。 5.進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發生。

方法選擇

焊後熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對於氣焊焊口採用正火加高溫回火熱處理。這是因為氣焊的焊縫及熱影響區的晶粒粗大，需要細化晶粒，故採用正火處理。然而單一的正火不能消除殘餘應力，故需再加高溫回火以消除應力。單一的中溫回火只適用於工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達到部分消除殘餘應力和去氫。絕大多數場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過快，力求內外壁均勻。

加熱方法

燃料加熱法

所用燃料可以是固體（煤）、液體（油）和氣體（煤氣、天然氣、液化石油氣）。

燃煤加熱 　煤的資源豐富，燃煤反射爐在熱處理加熱方法中有過一定的地位。煤的性質和反射爐的結構，決定了煤不易完全燃燒，因而煤爐熱效率低，加熱質量和勞動條件差，煤煙污染環境。這些缺點，使得燃煤加熱法逐漸被其他加熱方法所取代。

液體燃料加熱 　主要使用重柴油作燃料，適用於大型加熱爐加熱，也用於外熱式鹽浴爐的加熱，一般在爐子加熱室外牆一側或兩側安裝噴嘴。液體燃料用於加熱外熱式鹽浴爐時，噴嘴則安裝在坩堝外的爐殼上。液體燃料在噴嘴中與空氣混合，並在壓縮空氣的作用下霧化，然後噴出噴嘴，在加熱室中（或在鹽浴爐的坩堝外）燃燒,以加熱工件（或坩堝）。噴嘴的合理設計與布置,對保持爐溫均勻、節省燃料起著關鍵作用。噴嘴噴出的霧化油也可以在爐內的輻射管中燃燒，加熱輻射管以間接加熱工件。燃油比燃煤容易控制加熱溫度，適用於大件整體的加熱和供油量充足的地區。

氣體燃料加熱 　在噴嘴中，氣體與一定比例的空氣混合後噴出燃燒。這種方法可直接加熱放在加熱室中的工件，也可以把火焰噴入裝在加熱室中的輻射管，間接加熱工件。用於鹽浴爐時,噴嘴裝在坩堝外的爐殼上, 火焰射向坩堝外側以加熱熔鹽。用於加熱的氣體燃料有煤氣、天然氣和液化石油氣等。調節空氣與氣體的比值可以獲得氧化或還原的燃燒氣氛，從而減少工件加熱時的氧化脫碳程度。這種加熱方法適用於大件整體加熱和燃氣供應充足的地區。

另一種方式是用噴嘴的火焰直接加熱工件表面，這時噴嘴和工件作相對移動，所用氣體為氧-乙炔、氧-丙烷、氧-甲烷等。這種加熱方法即火焰淬火,適用於工件的表面淬火。

電加熱法

以電為熱源，通過各種方法使電能轉變為熱能以加熱工件。電加熱時，溫度易於控制，無環境污染，熱效率高。電加熱有多種方法。

電熱元件加熱 　利用工頻（50～60赫）交變電流通過電熱元件時產生的電阻熱加熱工件。電熱元件常布置在加熱室內四周或兩側，以保證加熱室內溫度均勻；也有把元件裝在輻射管內對工件間接加熱的。對於外熱鹽浴爐或金屬浴爐，則把電熱元件布置在坩堝外、殼體內的空間。這種加熱方法也可用於氧化鋁粒子的浮動粒子爐。它適用於工件整體加熱和電能充足的地區。

工件電阻加熱 　降壓後的交變電流直接通過工件，由工件本身電阻產生熱量使工件溫度提高。這種方法適用於對截面均勻的工件進行整體加熱。還有一種方式是利用滾動銅輪壓在金屬工件上，通以低電壓大電流的交變電流，利用銅輪與工件間的接觸電阻產生熱量而加熱工件表面。

工件感應加熱 　把工件放在一個螺旋線圈內，線圈中通以一定頻率（一般高於工頻）的交流電，使放線上圈中的工件產生渦流電流，利用工件本身的電阻產生熱量而被加熱。這種加熱的深度可隨電流頻率提高而變淺，稱為感應加熱熱處理。感應加熱主要用於加熱工件表面，但採用較低頻率而工件直徑又小時，也可以進行整體加熱。這種加熱方法效率高，耗電少，多用於中、小零件的加熱淬火。

加熱介質電阻加熱 　將工業頻率的低壓交變電流導入埋在介質中的電極，利用電流流過介質時產生的電阻熱使介質本身達到高溫。工件放在這種高溫介質中進行加熱，可以減少或避免氧化脫碳。這種介質都是導電體，如鹽、石墨粒子等。加熱爐的爐型有內熱式鹽浴爐和石墨浮動粒子爐。這種加熱方法主要用於中、小零件的加熱淬火。

能源加熱法

以很大的功率密度加熱工件表面，加熱時間以毫秒計,功率密度可達10～10瓦/厘米，採用的熱源有太陽能、雷射束和電子束等。

太陽能加熱 　以聚光式太陽能加熱器加熱工件。

雷射束加熱 　利用 CO2 連續雷射發生器產生的雷射，經過聚焦產生高溫射束照射工件，使工件局部表面薄層瞬時達到淬火溫度或熔化溫度。照射停止後，表面熱量迅速傳入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固。利用雷射束加熱的工藝有相變硬化-淬硬、表面“上光”-快速凝固、表面合金化等。使反射鏡可以改變光束的方向，所以這種方法最適用於內壁（如汽缸套）加熱，但熱效率較低。

電子束加熱 　利用高速運動的電子轟擊工件表面，使很高的動能迅速轉變為熱能，將工件表面溫度迅速提高到淬火溫度或熔化溫度。照射停止後，表面熱量在瞬時間即可傳入冷態的基底材料而淬硬或迅速凝固。與雷射加熱一樣,電子束加熱的工藝也有相變硬化、表面“上光”和表面合金化等。由於加熱需要在真空室內進行,工件批量受到一定限制，但熱效率較高。