焊接件消除应力工艺守则

焊接件消除应力工艺守则
1范围
本标准规定了焊接件消除应力的各种方法及热处理规范。

本标准适用于碳素钢以及低碳锰钢等低合金结构钢焊接件的焊后消除应力处理。

2焊接件消除应力方法
焊接件消除应力方法有以下三种：
a)炉内加热退火法；
b)局部加热退火法；
c)振动时效法。

3炉内加热退火法
3.1 加热设备
焊接件退火可以使用电炉、油炉和燃气炉等加热。

目前我公司焊接件退火主要使用台车式燃气炉加热。

3.2装炉
3.2.1首先，装炉量要合适。

不应超过台车的最大装载量（350t）,务必使工件置于热处理炉的有效加热区内,即工件长度要小于16m，宽度要小于10m，含垫铁高度要小于
4.5m。

3.2.2装炉前，应首先检查焊接件是否有较大变形和缺陷，确认没有方可装炉。

如有问题，需经相关技术人员研究解决后方可装炉。

3.2.3检查焊接件是否存在密封腔。

如果有，需经设计人员同意，并由焊接工艺员确认，在允许的位置上钻孔，然后才能装炉，以防止加热时因气体膨胀而引起焊缝开裂或焊件严重变形。

3.2.4装炉时，为了防止产生变形，焊接件下面必须用等高的垫铁垫好，其不平度用水平仪保持在2mm以内。

炉底垫铁不应小于300mm，并要保证垫铁在台车上的放置位置避开烧嘴喷出的火焰，垫铁应等间隔排放，每两个垫铁间的最大距离应不超过1000mm～1200mm，并用楔铁楔牢。

3.2.5焊接件与台车面、炉墙之间应保持一定的距离，以保证加热均匀。

工件在炉内与炉侧的距离≥300mm，与炉前的距离≥450mm，与炉后的距离≥550mm，与炉底的距离≥300mm，与炉顶的距离≥800mm，同时严禁火焰直接喷射到工件上，靠近火口部分应用石棉板等物遮挡，以免零件局部过热。

3.2.6工件的排列和支承应利于工件均匀加热和炉气的正常流通，一般情况下，工件间隙30-50mm。

根据各工件的不同特点，选择刚性较强的部位进行摆放支承，防止受热后工件的变形，并要确保支撑牢固。

3.2.7板厚相差悬殊的结构件，不得混合装炉退火。

若同一工件有不同板厚，可适当将板厚较大一侧放置于喷火口侧。

工件摆放好后，一定要检查安全程度，防止加热过程中由于受热而产生位移和翻动，安全第一。

3.2.8一般焊接件应一次装炉完成退火。

但当工件长度超过炉子的最大长度时，一次装炉不能完成退火，此时允许掉头，进行二次装炉退火。

两次退火的重合部分的长度必须大于1500mm。

3.3 加热、保温及冷却 3.3.1 加热速度和冷却速度
焊接件装炉和出炉时的炉温必须低于400℃，400℃以下升温速度和降温速度不限。

400℃以上要求工件各处均匀升温和降温，升温速度和降温速度必须加以控制。

a) 400℃以上的加热速度：
R 1 ≤220×t
25
，但最高为220℃/h 、最低为50℃/h 。

b) 400℃以上的冷却速度：
R 2 ≤275×t
25
，但最高为275℃/h 、最低为50℃/h 。

式中：R 1—— 加热速度，（℃/h ） R 2—— 冷却速度，（℃/h ）； t —— 焊接部位的最大厚度，（mm ）。

3.3.2 保温温度和保温时间
3.3.2.1 焊接件退火保温温度和保温时间，视焊接件的材料按表1选取。

在保温过程中，焊接件整体上温差应小于80℃，并注意不允许过分氧化。

注：T ——最低保温温度，℃；H ——最低保温时间，h ；t ——焊接部位的最大厚度，（mm ）。

3.3.2.2 当按表1最低保温温度执行有困难时（如焊接件为易变形件或其中有调质件时），允许退火时降低保温温度，同时延长保温时间。

降低保温温度与延长保温时间之间的关系见表2。

注：1、表中括弧内保温时间不适用于合金钢。

2、表中所示值的中间值，可按比例法计算。

3、表中T 和H 与表1的注释相同。

3.3.2.3当焊接件消除应力没有专用工艺时，应由工艺员根据焊接件的具体情况，确定升温速度、保温温度、保温时间、降温速度等，并写在工作票上。

3.4 炉内退火工艺曲线
焊接件炉内退火工艺曲线如图1、表3所示。

3.4.1图1曲线及表3数值的使用方法
a）当焊接件为不易变形的正常工件时，直接选用曲线上的保温温度（600～650）℃和不带括弧的保温时间。

例如：最大板厚50mm的不易变形的焊接件，可选用保温温度(600～650)℃、保温时间2小时。

b）当焊接件为易变形件或其中有调质件时，不能按a)的方法选取保温温度和保温时间，只能选择括弧中的数值（降低保温温度后的保温温度和保温时间）。

例如：最大板厚50mm，其中有的钢板为45钢调质件，其调质硬度为（229～269）HB，回火温度为570℃。

此时便不能用（600～650）℃退火，而必须降低退火保温温度。

于是选择括弧中数值（510～560，10），即保温温度为（510～560）℃，保温10小时进行退火。

3.4.2 出炉后降温速度
注：1、表中括弧内的数值为降低保温温度后的保温温度和相对应的保温时间。

2、加热和冷却时，400℃以下的加热（冷却）速度不限。

3、合金钢退火保温温度和保温时间，需按表1单独计算。

4局部加热退火法
4.1 加热设备
局部加热退火可使用的设备有好多种，但目前我公司使用的只有一种，即履带式电加热器。

4.2 控温设备
自动控温：采用ZWK-I-90KW智能温控仪。

4.3 加热带宽度
一般焊接件加热带的宽度应为焊缝处钢板厚度的7～10倍。

4.4 保温带宽度
保温带宽度必须是加热带宽度的2倍以上。

4.5 保温及冷却
4.5.1 保温温度和保温时间
可按表1计算，也可按图1选取，但括弧内的温度和时间尽量不用。

4.5.2 加热速度和冷却速度
可按3.3.1的公式计算，也可按图1选取。

4.5.3 控制速度的最低温度
由于工件整体是冷的，所以控制加热速度和冷却速度的最低温度应比3.3.1规定的400℃低些，最好为300℃以下。

5振动时效法
除特殊重要件以外，对一般焊接件，如图样上注明“焊后消除应力”时，可以采用振动时效法消除内应力。

5.1 使用设备
目前我公司采用的是DLHYZN-20S型振动时效仪。

5.2 振动时效的准备
a）进行振动时效前，应先检查焊接件是否存在焊缝开裂和变形等缺陷；并
检查有没有可以固定激振器和加速计的地方，没有的则必须先焊上去。

b）采用专用的垫，在合适的部位将焊接件垫稳。

5.3 振动时效的操作
全部振动过程均应按操作说明书中的规定进行操作。

5.4 振动记录
振动后将振动记录保存好，比较振动前后的峰值便可知道应力消除的情况。

6检查
消除应力处理没有具体数值可查，检查人员对消除应力处理的焊接件，必须检查工艺执行情况。

对重要件，特别是合作生产的重要件，除检查工艺执行情况外，还须保留工艺记录和仪表记录纸等。

7产品报告单
产品报告单应包括下列内容：
a）产品图号和名称、零件图号和名称；
b）零件数量及重量；
c）材料及技术要求；
d）采取的消除应力方法；
e）操作者姓名和检查员姓名（或代号）；
f）处理日期。