一种管材纵长焊缝的形变热处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种管材纵长焊缝的形变热处理方法，采用中频感应将焊缝局部加热至完全奥氏体化温度以上，通过挤压使管材焊缝组织发生一定量的形变，然后采用淬火+亚温正火的热处理使管材纵向焊缝的性能与管体组织的性能一致。本发明的有益效果在于：使焊缝组织、性能明显优化；焊接钢管纵向连续焊缝的组织和性能与母材相近；将形变强化与热处理有机结合，实现了连续流变挤压成型一体化和连续化，实现了管体与焊缝组织、性能基本一致的目的；具有生产效率高、产品性能好的特点。具有工艺简便、成本低、容易产业化等优点。
【专利说明】一种管材纵长焊缝的形变热处理方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于冶金领域，涉及一种管材的形变热处理方法，尤其是一种管材纵长焊 缝的形变热处理方法。
【背景技术】：
[0002] 直缝焊接钢管在工业中的应用日益广泛，特别是在石油天然气领域，大到油气输 送用的大口径管材，小到下入数千米油井内的油井管，都有取代常规螺旋焊管和无缝钢管 的趋势。但是，随着直缝焊接钢管应用的不断深入，苛刻的工况环境对焊缝性能的要求越来 越1?。
[0003] 直缝焊接钢管的纵向焊缝组织、性能优化的方法通常采用焊缝局部热处理的方 法，如正火、退火等。采用此类热处理方法可以使焊缝的组织性能得到优化，但是优化的效 果有限。原因是当热处理对焊缝组织优化较好时，加热温度通常需要高于AC3,当焊缝区域 局部加热至AC3以上时，在加热区域边缘又会形成新的热影响区，成为另一个潜在的性能 薄弱区。
[0004] 通过整管热处理消除焊缝组织缺陷时，高于AC3的加热温度使管材在外力作用下 容易变形；而加热温度低于AC3时，焊缝组织的优化的效果有限。
【发明内容】
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[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种管材纵长焊缝的形变热处 理方法，采用中频感应方式将焊缝局部加热至完全奥氏体化温度以上，采用挤压的方式使 管材焊缝组织发生一定量的形变，然后采用淬火+亚温正火的热处理方法使管材纵向焊缝 与管体的组织与性能基本一致，以提高管材纵长焊缝的组织性能，从而提高管材整体性能 和服役安全性。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0007] (1)在管材成型前，根据管材规格、形变量的大小，纵剪相应宽度的板材、或带材， 精确控制板宽及坡口形状。
[0008] (2)将板材或带材采用UOE方法精确成型，精确控制开口角、挤压量，成型后的管 材采用高频焊、等离子焊、氩弧焊等焊接方法进行焊接，焊后去除外壁焊缝余高。
[0009] (3)将焊缝区域采用中频或其他快速加热方式加热到AC3以上，采用可以精确定 径的模子或滚轮对管材加热区域沿管材周向施加一定的形变，从而使焊缝区域的组织进行 有效控制。
[0010] (4)形变热处理后，对焊缝区域实施快速冷却，以确保冷却后获得晶粒细小的组 织。形变完成后对挤压后的焊缝余高进行清理。
[0011] (5)将全管体加热到两相区，根据需要，对其进行控制冷却。冷却方式为空冷至一 定温度后水冷，或快冷到一定温度后空冷、或分段冷却，包括冷却到特定温度后保温，使管 材和焊缝区域具有相近的组织和性能。
[0012] 本发明的有益效果在于：
[0013] (1)针对连续焊接的管材，设计了一种改善管材纵长焊缝组织、性能的方法，使焊 缝组织、性能明显优化。
[0014] (2)本发明采用形变热处理来改善焊接钢管纵向连续焊缝的组织和性能，使其和 母材相近。
[0015] (3)本发明将形变强化与热处理有机结合，实现了连续流变挤压成型一体化和连 续化，实现了管体与焊缝组织、性能基本一致的目的。
[0016] (4)具有生产效率高、产品性能好的特点。具有工艺简便、成本低、容易产业化等优 点。
【具体实施方式】：
[0017] 下面对本发明做进一步详细描述：
[0018]
【权利要求】
1. 一种管材纵长焊缝的形变热处理方法，其特征在于：采用中频感应将焊缝局部加热 至完全奥氏体化温度以上，通过挤压使管材焊缝组织发生一定量的形变，然后采用淬火+ 亚温正火的热处理使管材纵向焊缝的性能与管体组织的性能一致。
2. 如权利要求1所述管材纵长焊缝的形变热处理方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 在管材成型前，根据管材规格和形变量的大小，纵剪相应宽度的板材或带材，精确 控制板宽及坡口形状； (2) 将板材或带材采用UOE方法精确成型，精确控制开口角、挤压量，成型后的管材采 用高频焊、等离子焊、氩弧焊等焊接方法进行焊接，焊后去除外壁焊缝余高； (3) 将焊缝区域采用中频或其他快速加热方式加热到AC3以上，采用定径的模子或滚 轮对管材加热区域沿管材周向施加一定的形变，从而使焊缝区域的组织得到有效控制； (4) 形变热处理后，对焊缝区域实施快速冷却，以确保冷却后获得晶粒细小的组织；形 变完成后对挤压后的焊缝余高进行清理； (5) 将全管体加热到两相区，并对其进行控制冷却，使管材和焊缝区域具有相近的组织 和性能。
3. 如权利要求2所述管材纵长焊缝的形变热处理方法，其特征在于：所述冷却方式为 空冷至一定温度后水冷，或快冷到一定温度后空冷、或分段冷却，包括冷却到特定温度后保 温。
【文档编号】C21D9/50GK104388663SQ201410674179
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】毕宗岳, 鲜林云, 张锦刚, 余晗, 张晓峰, 李博峰, 李鸿斌, 汪海涛 申请人:宝鸡石油钢管有限责任公司