阅读说明：本技术 一种用于液氮储罐的304l焊接件的焊后热处理方法 (Postweld heat treatment method for 304L welding part of liquid nitrogen storage tank ) 是由 陈葵芬 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于液氮储罐的304L焊接件的焊后热处理方法,其能用于液氮储罐304L材料的焊接件以消除残余应力,并且效果好。其包括以下步骤：a、将焊接件加热至570℃,升温速率为55-220℃/h,保温时间至少保证焊接件均匀热透；b、以55-280℃/h进行降温处理,当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出,在静止空气中冷却。(The invention provides a postweld heat treatment method for a 304L welding part of a liquid nitrogen storage tank, which can be used for the welding part of a 304L material of the liquid nitrogen storage tank to eliminate residual stress and has good effect. Which comprises the following steps: a. heating the welded part to 570 ℃, wherein the heating rate is 55-220 ℃/h, and the heat preservation time at least ensures that the welded part is uniformly and thoroughly heated; b. and (4) cooling at the temperature of 55-280 ℃/h, taking the welded piece out of the furnace when the furnace temperature is lower than 400 ℃, and cooling in static air.)

一种用于液氮储罐的304L焊接件的焊后热处理方法

技术领域

本发明涉及焊后热处理技术领域，具体为一种用于液氮储罐的304L焊接件的焊后热处理方法。

背景技术

超低碳不锈钢液氮储罐大部分受压元件和受力元件在-196℃环境下工作，需要承受交变应力，而国内外相关标准中对于奥氏体不锈钢焊接接头，既不要求，也不禁止采用焊后热处理，因此最好对受压元件焊接接头及尺寸稳定性要求较高的焊接接头进行消除应力热处理，以提高元件的结构精度和尺寸稳定性进而提升系统的使用性能。但是现有技术中难以查到适用于液氮储罐304L材料的焊接件的焊后热处理方法。

发明内容

针对液氮储罐的304L材料焊接件需要消除应力的问题，本发明提供了一种用于液氮储罐的304L焊接件的焊后热处理方法，其能用于液氮储罐304L材料的焊接件以消除残余应力，并且效果好。

其技术方案是这样的：一种用于液氮储罐的304L焊接件的焊后热处理方法：其特征在于：其包括以下步骤：a、将焊接件加热至570℃，升温速率为55-220℃/h，保温时间至少保证焊接件均匀热透；b、以55-280℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

进一步的，步骤a中的升温速率为100℃/h，步骤b中，以100℃/h进行降温处理。

采用了这样的方法对液氮储罐304L材料的焊接件进行焊后热处理后，焊缝金属组织结构不发生变化，产生的析出物少，同时焊缝冲击韧性维持在较高值并能使焊缝心部的应力得到较充分的释放，使得焊接接头的结构精度和尺寸稳定性得到有效提高。

附图说明

图1为实施例1焊缝中心金相图（1000x）；

图2为实施例1熔合线金相图（1000x）；

图3为实施例2焊缝中心金相图（1000x）；

图4为实施例2熔合线金相图（1000x）；

图5为实施例3焊缝中心金相图（1000x）；

图6为实施例3熔合线金相图（1000x）；

图7为实施例4焊缝中心金相图（1000x）；

图8为实施例4熔合线金相图（1000x）；

图9为实施例5焊缝中心金相图（1000x）；

图10为实施例5熔合线金相图（1000x）；

图11为实施例6焊缝中心金相图（1000x）；

图12为实施例6熔合线金相图（1000x）；

图13为实施例1硬度检测结果图；

图14为实施例2硬度检测结果图；

图15为实施例3硬度检测结果图；

图16为实施例4硬度检测结果图；

图17为实施例5硬度检测结果图；

图18为实施例6硬度检测结果图。

具体实施方式

下面通过6个实施例来进行说明，其中，试板材料为304L，厚度为16mm，尺寸为150mm*500mm，其化学成分及相关性能见下表一：

按照WPS焊接试板，焊接参数见下表二：

实施例1：不进行热处理，其焊缝中心和熔合线处的金相图如图1、图2所示，焊缝组织为奥氏体+铁素体，柱状晶结构，同时熔合线组织良好；对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为62/39/44，热影响区冲击值为234/215/232，其维氏硬度检测结果如图13所示。

实施例2的焊后热处理方法： a、将焊接件加热至570℃，升温速率为100℃/h，保温1h，至焊接件均匀热透；b、以100℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

其焊缝中心和熔合线处的金相图如图3、图4所示，组织结构相较实施例1无变化，对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为38/48/52，热影响区冲击值为196/193/250，其维氏硬度检测结果如图14所示。

实施例3的焊后热处理方法： a、将焊接件加热至570℃，升温速率为55℃/h，保温1h，至焊接件均匀热透；b、以280℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

其焊缝中心和熔合线处的金相图如图5、图6所示，组织结构相较实施例2无变化，对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为38/36/38，热影响区冲击值为213/250/208，其维氏硬度检测结果如图15所示。

实施例4的焊后热处理方法： a、将焊接件加热至570℃，升温速率为220℃/h，保温1h，至焊接件均匀热透；b、以55℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

其焊缝中心和熔合线处的金相图如图7、图8所示，组织结构相较实施例1无明显变化，对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为40/32/34，热影响区冲击值为184/146/232，其维氏硬度检测结果如图16所示。

实施例2-4对比实施例1可以看出，采用了这样的方法对液氮储罐304L材料的焊接件进行焊后热处理后，焊缝金属组织结构不发生变化，产生的析出物少甚至没有，同时焊缝冲击韧性维持在较高值并能使焊缝心部的应力得到较充分的释放，使得焊接接头的结构精度和尺寸稳定性得到有效提高。通过采用本申请提出的焊后热处理方法进行处理，相较于不进行处理的焊接件，平均应力值为不进行处理的焊接件的60%，峰值为不进行处理的焊接件的50%。

下面举出其它实施例来证明加热至570℃时，综合热处理效果最好：

实施例5的焊后热处理方法： a、将焊接件加热至700℃，升温速率为100℃/h，保温1h，至焊接件均匀热透；b、以100℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

其焊缝中心和熔合线处的金相图如图9、图10所示，组晶界附近析出物较实施例4明显增多，对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为26/22/28，热影响区冲击值为160/153/174，相较于实施例2，冲击韧性下降，已不能满足《制造安装技术要求》的规定，其维氏硬度检测结果如图17所示。

实施例6的焊后热处理方法： a、将焊接件加热至750℃，升温速率为100℃/h，保温1h，至焊接件均匀热透；b、以100℃/h进行降温处理，当炉温低于400℃后将焊接件从炉中取出，在静止空气中冷却。

其焊缝中心和熔合线处的金相图如图11、图12所示，晶界内和晶间产生大量析出物，对焊缝区和热影响区试验分别进行-196℃AKv低温冲击，焊缝区的冲击值（J）为18/15/22，热影响区冲击值为172/161/182，相较于实施例2，冲击韧性下降，已不能满足《制造安装技术要求》的规定，其维氏硬度检测结果如图18所示。

另外，通过实验发现，在保证充分均匀热透的前提下，再加长热处理保温时间，对消除焊接残余应力并无效果，其中充分均匀热透的时间与材料厚度有关具体可以参考相关标准。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。