本技术介绍了一种高效焊接变形校正与应力释放技术及其配套设备,适用于最大变形范围12~15mm、材质为奥氏体不锈钢的焊接件。该技术通过分阶段校正焊接变形,并结合中温短时应力松弛,利用材料蠕变特性有效消除残余应力,减少矫形回弹,实现局部变形校正与应力释放。该技术降低了矫形载荷吨位要求,提高了焊接件校正与应力释放的易行性。
背景技术
对奥氏体不锈钢的对接接头焊接件进行焊接,焊接变形可能导致大型或高精度零件偏离预期的几何公差要求,甚至在随后的装配过程中产生间隙、错位或重叠。焊接区域附近的拉伸残余应力会增加疲劳损伤、应力腐蚀开裂和脆性断裂的可能性。焊接件的局部变形矫正和残余应力消除是焊接后处理工艺中重要的一环。常见的矫正工艺有机械锤击、火焰矫正和感应加热矫正等,但变形和应力是共生的,如果矫形外力和温度控制不当,会产生新的内应力和有害相,甚至降低材料的力学性能。残余应力通常采用热处理和振动法消除,这使得焊接变形矫正和残余应力消除需要多个不同的工艺过程,实施过程较为繁琐。热处理去应力是最为简单有效的方法,要想完全消除奥氏体不锈钢焊接后的残余应力,一般会选择950℃~1150℃的固溶处理,且需要进行水淬降温,否则碳化物将在缓冷中析出,但水淬也会引入新的冷却应力,大型焊接件进行整体焊后热处理成本极高,工程应用甚少。此外,奥氏体不锈钢的σ相和碳化物析出温度约为600℃~950℃,在此温度下进行去应力处理时,会有敏化和晶间腐蚀的风险。而在400℃~600℃进行去应力处理时,若保温时间太长,也会引起碳化物在晶间析出,但保温时间如果太短,又无法充分消除焊接残余应力。当温度低于400℃时消除焊接残余应力效果不明显。综上,在矫正奥氏体不锈钢的焊接变形时,需要考虑新引入的矫形应力,而在消除残余应力时,又需注意热处理过程中的尺寸稳定性和奥氏体不锈钢的力学性能,此外还需兼顾工程应用的实施效率和成本要求。
实现思路