一种使钢质焊接接头硬度均匀的处理方法与流程

本发明涉及钢质焊接件制造技术领域，具体涉及一种使钢质(低合金钢)焊接接头硬度均匀的处理方法。

背景技术：

目前，为消除钢质(低合金钢)焊件的焊接残余应力，保证焊件尺寸稳定性，钢质焊件焊后通常都要进行消应力热处理，尤其是对尺寸精度要求高的焊接件，一般是在590℃至640℃下保温2h热处理。但是消应力热处理仅能消除焊接残余应力、稳定焊件尺寸，不能保证钢质焊件焊接接头中焊缝、热影响区和母材金属间硬度的均匀性，即不能保证焊接接头中焊缝、热影响区和母材金属间任一两点的最大维氏硬度差不超过20HV10。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使钢质焊接接头硬度均匀的处理方法，采用正火与回火相结合的手段，使钢质焊接件的焊接接头中焊缝、热影响区和母材金属间硬度均匀，可以有效保证焊接接头中各区域的硬度均匀性，并满足高尺寸精度焊接件的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种使钢质焊接接头硬度均匀的处理方法，将钢质焊接件在920℃/1h正火热处理，然后在590℃下进行回火热处理。

根据以上方案，所述钢质焊接件为低合金钢焊接件。

根据以上方案，当所述钢质焊接件的厚度小于或等于50mm时，所述回火热处理的保温时间为2h。

根据以上方案，当所述钢质焊接件的厚度大于50mm时，所述回火热处理的保温时间为[2+(焊接件厚度-50)/100]h。

根据以上方案，所述钢质焊接件的焊缝、热影响区和母材金属间任意两点间的维氏硬度值之差控制在小于或等于20HV10。

本发明的有益效果是：

本发明对钢质焊接件在传统的消应力处理前增加一次正火热处理，即正火后再回火热处理，除能够顺利实现钢质焊件消除焊接应力、稳定焊件尺寸的目的外，还能保证钢质(低合金钢)焊接接头同截面上的焊缝、热影响区和母材金属任意两点间的维氏硬度值之差小于或等于20HV10，使钢质焊接件的焊接接头中焊缝、热影响区和母材金属间硬度均匀，从而满足特殊焊接结构(例如水电设备中的镜板零件)对焊接接头硬度均匀性及高尺寸精度的要求。

附图说明

图1是经本发明处理后的测试试样(试样编号A3-2)与焊态试样(试样编号A3-1)焊接接头(正面)维氏硬度测试的结果图；

图2是经本发明处理后的测试试样(试样编号A3-2)与焊态试样(试样编号A3-1)焊接接头(背面)维氏硬度测试的结果图；

图3是经590℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A1-2)与焊态试样(试样编号A1-1)的焊接接头(正面)维氏硬度测试的结果图；

图4是经590℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A1-2)与焊态试样(试样编号A1-1)的焊接接头(背面)维氏硬度测试的结果图；

图5是经640℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A2-2)与焊态试样(试样编号A2-1)的焊接接头(正面)维氏硬度测试结果图；

图6是经640℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A2-2)与焊态试样(试样编号A2-1)的焊接接头(背面)维氏硬度测试结果图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

本发明提供一种使钢质焊接接头硬度均匀的处理方法，将厚度为40mm的低合金钢焊接件在920℃/1h正火热处理，然后在590℃/2h进行回火热处理。

为了验证本实施例的效果，还对同样材质、相同焊接工艺的焊接件分别在590℃/2h回火热处理、640℃/2h回火热处理、不进行焊后热处理(即焊态AW)的试样，与本实施例试样一起进行维氏硬度对比测定，测定结果如图1至图6所示。

从图1至图2的测试结果可以看出，经本实施例处理后 (920℃/1h+590℃/2h)的测试试样(试样编号A3-2)在同一截面上的焊缝、热影响区和母材金属上任意两点的HV10硬度差减小到≤14HV10，完全满足任意两点硬度差≤20HV10的技术要求。

从图1至图6的测试结果还可以看出，在焊接后不进行热处理的测试试样(试样编号A1-1、A2-1、A3-1)，存在组织和性能极不均匀的焊接热影响区，硬度最高点出现在热影响区中，在测试试样同截面上HV10硬度最大差值达91HV10，不能满足任意两点硬度差≤20HV10的技术要求。

从图3至图4的测试结果可以看出，经590℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A1-2)，焊件焊接接头的组织和性能虽然比焊态均匀，维氏硬度也有所降低，但母材金属的硬度略有下降，而焊缝区和热影响区的平均硬度水平有明显降低，在试样同截面(包括焊缝区、热影响区和母材金属)上HV10硬度最大差值下降到57HV10，但仍不能满足任意两点硬度差≤20HV10的技术要求。

从图5至图6的测试结果可以看出，经640℃/2h热处理后的测试试样(试样编号A2-2)，焊接接头同截面上的HV10硬度差会进一步下降，最大差值下降到47HV10硬度。但焊缝、热影响区和母材金属中任意两点间的维氏硬度差仍不能满足≤20HV10的技术要求。

本发明采用在920℃/1h正火热处理，再在590℃/2h回火热处理，金属组织发生固态相变，其焊缝及热影响区的晶粒得到细化，焊缝、热影响区的组织与母材的组织趋于一致，正火后再回火能够明显降低应力、稳定尺寸，还可以明显改善组织和性能的均匀性(特别是硬度)。因此，焊件经正火加回火后，其组织和性能更加均匀，焊缝和热影响区的平均硬度水平进一步下降，并与母材金属趋于一致。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。