7.4 焊前预热及焊后热处理

7.4.2  预热的主要目的是为了降低钢材的淬硬程度，延缓焊缝的冷却速度，以利于氢的逸出和改善应力条件，从而降低接头的延迟裂纹倾向。提高预热温度常常会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化。过高的预热还会降低接头韧性。因此焊前是否需要预热和预热温度如何确定要认真考虑。影响预热温度的因素很多。本条依据ASME B31.3《压力管道规范 工艺管道》提出的表7.4.2是对常用钢种的最低预热温度值要求，只考虑了材质和厚度两个因素。实际焊件预热时，不仅要考虑材料的淬硬性和焊件厚度，还应考虑结构刚性、焊接方法和环境温度等因素，当遇有拘束度较大或环境温度低等情况时应适当增加预热温度。

7.4.4  预热区域范围并非仅是焊缝和热影响区，还要考虑焊件的散热问题，以保证焊件焊接时的焊缝和热影响区温度（含壁厚方向的温度梯度）符合要求。而焊件的散热程度与焊件材质和尺寸（表面积和壁厚）有关。本条规定的预热区域范围是最低要求，实际预热的加热范围要结合焊件的实际情况确定。

7.4.5  控制道间温度的目的在于：一方面维持一定的道间温度（—般不低于预热温度），以防止焊接接头产生淬硬组织；另一方面限制道间温度不能太高，以提高接头冲击性能和耐腐蚀性能。如果道间温度不足，就相当于预热温度偏低而达不到预热的目的；但若道间温度过高，说明道间的预热温度过高，无形中增大了焊接线能量，易引起过热或产生接头塑性和冲击功的下降。对铬钼合金钢还可能在热影响区形成“软化区”，导致热强性明显下降。奥氏体不锈钢控制道间温度是为防止焊缝过热影响耐腐蚀性能。

7.4.6  本规范所叙及的焊后热处理是指“将焊接区或其在金属的相变点以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定时间，然后均匀冷却的过程”，即对接头进行高温回火，主要作用是降低接头残余应力，不包括其他各种形式的热处理，如固溶处理、调质及正火处理等。

    通过焊后热处理可以松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改善组织，减少含氢量，提高耐蚀性，尤其是提高某些材料的冲击韧性，改善力学性能及蠕变性能。但是焊后热处理的温度过高，或者保温时间过长，反而会使焊缝金属结晶粗化，碳化物聚集或脱碳层厚度增加，从而造成力学性能、蠕变强度及缺口韧性下降。因此焊后热处理的关键参数是热处理温度和保温时间。

    国家现行标准《工业金属管道工程施工规范》GB 50235和《压力容器焊接规程》NB/T 47015均分别对设备和管道的焊后热处理条件和工艺参数有规定，本规范直接引用。

7.4.7  苛性纳、硝酸盐、含氢化氰的溶液、氰化物溶液等介质都会使焊缝产生应力腐蚀。产生应力腐蚀的条件不仅与介质的种类有关，也与介质的浓度、温度和压力有关，所以哪些焊缝会产生应力腐蚀，应进行焊后热处理消除残余应力，应由设计单位在设计文件中予以规定。

7.4.8  非奥氏体钢之间的异种钢焊接接头的焊后热处理温度如超过合金成分较低一侧钢材的下临界点A_cl，则会使焊缝或靠近接头的该侧母材发生奥氏体转变，在热处理条件下形成粗晶组织而降低接头的性能。当合金成分高侧（焊接性较差侧）钢材的热处理需要温度超过低侧钢材的下临界点A_cl时，可在较A_cl低的温度下通过延长热处理恒温时间满足对整个接头的热处理要求。

    为了保证调质钢的材料强度，消除应力处理的温度应比钢材原来的回火温度低30℃左右。

7.4.14  有延迟裂纹倾向的钢材，一般要求焊后及时热处理，以防止延迟裂纹的产生。焊后若不能及时热处理（如在热处理前进行无损检测），则应在焊后立即后热200℃～350℃保温缓冷。这样做既可减少焊缝中氢气的有害影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生；又可在热处理前对焊缝进行无损检测，对超标缺陷进行返修，防止热处理后因返修而重新进行热处理。