一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法技术

本发明专利技术提供了一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，所述方法包括以下步骤：步骤一

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法


[0001]本专利技术涉及钛合金焊接接头热处理
，具体而言，涉及一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法
。

技术介绍

[0002]钛及钛合金具有比强度高
、
耐腐蚀以及无磁等特点，在船舶
、
海洋工程等领域有着广泛的应用，被誉为“海洋金属”。
随着我国对深海装备需求的不断增加，对综合性能优异钛合金耐压壳的需求也愈加迫切，各种大厚度
、
大尺寸构件应用也逐渐增多
。
焊接是钛合金耐压壳体和大型构件必须手段，焊缝金属熔化
、
凝固
、
冷却收缩以及内部金相变化等过程会造成较高的残余应力，特别是在大拘束度条件下，残余应力水平会进一步提升
。
当焊接接头内的残余应力水平较高时，严重影响接头的疲劳强度，抗脆断以及应力腐蚀开裂的能力，会大幅降低焊接耐压壳的刚性
、
静载强度和尺寸稳定性
。
因此在焊接后必须对焊接接头进行消应力处理
。
[0003]现有技术中对钛合金焊接接头进行热处理的主要方式为：整体热处理和超声振动热处理
。
随着钛合金工件尺寸的不断增加
、
钛合金接头厚度的不断增厚，现有的消应方式难以继续适用，主要存在以下问题：
[0004](1)
采用超声振动消应：效率低，严重降低工件的焊接速度；厚板表面与心部消应程度不一致，容易形成应力梯度；操作过程难以量化，消应效果不能保证；残余应力消除程度理论上上仅能达到
40
％，效果不明显
。
[0005](2)
采用整体热处理：需要将焊接结构整体放入加热炉进行热处理，针对大型钛合金构件现有热处理炉子规格不能满足整体热处理需求，需要重新定制大规格
、
大功率热处理炉，温控要求高
、
效率低
、
周期长
、
操作复杂
、
成本高，故而研究如何改善焊接接头局部热处理消应方式，以提高消应方式的适用范围，具有重要意义
。
[0006]在专利
CN102230066B
中提及一种
12Cr1MoV
管道焊缝局部热处理工艺，包括以下几个步骤，
1.1、
将测温热电偶与
12Cr1MoV
金属管道轴线方向成锐角倾斜的固定在管道焊接接头位置处，并在测温热电偶的热端上布置一小块绝热层，然后在焊接接头外部包覆加热器，在加热器的外部包扎隔热材料；
1.2、
通过温度控制仪进行编程控制，首先以小于等于
200℃/h
的升温速度，将加热器升温至
865℃
±
5℃
，保持该温度1小时，保温空冷，缓慢将温度冷却至
300℃
；
1.3、
以
200℃/h
的升温速度将加热器的温度由基础温度
300℃
升至
735℃
±
15℃
，然后保持该温度1小时；
1.4、
以小于等于
250℃/h
的降温速度将温度降至
300℃
，通过该方式能够均衡晶粒组织，消除焊接应力，但是该方式针对于管道对称规格的合金结构钢的局部热处理消应技术，基于钛合金的特性与钢完全不同，由于钛合金从
250℃
开始吸氢，
400℃
开始吸氧，
600℃
开始吸氮，钛合金同
O2、H2、N2的亲和力高，接头中含有这些气体时会使接头变脆，降低钛合金焊接接头的冲击性能
、
塑性和韧性，会在接头热影响区出现延迟裂纹，严重影响焊接接头性能，因此必须在进行局部热处理时做好对接头的保护，并且要该方法主要针对直径小于
1020mm
的管道，针对更大规格，复杂形状结构
、
更大厚度的钛合金焊接接
头该消应方式并不适合；对于不同规格
、
形状的钛合金材质该消应方式并不能够完全适用，使得该消应方式的适用范围较小
。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，以解决现有技术中存在的对于不同规格
、
形状的钛合金材质该消应方式并不能够完全适用，使得该消应方式的适用范围较小，以及现有消应方式的消应效率较低
、
成本较高
、
周期较长，且对于大厚度
、
复杂形状结构的钛合金构件的局部残余应力消除效果较差的问题；以此达到能够有效的提高消应方式的适用范围，实现对于不同规格
、
形状的钛合金材质的消应，提高消应方式的消应效率，降低消应方式的消应成本，减小消应方式的消应周期，简化消应操作，大幅度的降低钛合金接头的残余应力，提高消应方式的环境适应性，实现能够有效的消除大厚度
、
复杂形状结构的钛合金焊接接头的局部残余应力
。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]本专利技术涉及的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，所述方法包括以下步骤：
[0010]步骤一
、
选取待消应焊接试板；
[0011]步骤二
、
预处理：对试板预设位置进行预处理；
[0012]步骤三
、
热处理：将加热控制组件设置在试板外侧，并升温；
[0013]步骤四
、
后处理：对试板进行在后处理得到所需已消应板材；
[0014]步骤五
、
对板材进行残余应力检测，合格，完成对焊接试板的消应处理
。
[0015]进一步，步骤二包括：
[0016]步骤
S21
：确定试板进行预处理的预设位置；
[0017]步骤
S22
：清理预设位置并在预设位置处涂抹防氧化涂料；
[0018]步骤
S23
：晾干涂料后，实现对待消应焊接试板的预处理
。
[0019]进一步，预设位置为待消应焊接试板的焊接接头位置和所预设的母材区域
。
[0020]进一步，步骤三中，加热控制组件包括加热控制设备和加热装置，加热控制设备与加热装置连接
。
[0021]进一步，加热装置包括热电偶和加热带
。
[0022]进一步，步骤三包括：
[0023]步骤
S31
：将热电偶设置在预处理后的待消应焊接试板外侧；
[0024]步骤
S32
：在热电偶远离试板的一侧铺设加热带；
[0025]步骤
S33
：在加热带外侧铺设保温棉；
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一
、
选取待消应焊接试板；步骤二
、
预处理：对试板预设位置进行预处理；步骤三
、
热处理：将加热控制组件设置在试板外侧，并升温；步骤四
、
后处理：对试板进行在后处理得到所需已消应板材；步骤五
、
对板材进行残余应力检测，合格，完成对焊接试板的消应处理
。2.
根据权利要求1所述的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述步骤二包括：步骤
S21
：确定试板进行预处理的预设位置；步骤
S22
：清理预设位置并在预设位置处涂抹防氧化涂料；步骤
S23
：晾干涂料后，实现对待消应焊接试板的预处理
。3.
根据权利要求2所述的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述预设位置为待消应焊接试板的焊接接头位置和所预设的母材区域
。4.
根据权利要求3所述的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述步骤三中，加热控制组件包括加热控制设备和加热装置，加热控制设备与加热装置连接
。5.
根据权利要求4所述的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述加热装置包括热电偶和加热带
。6.
根据权利要求5所述的一种钛合金焊接接头局部热处理消应方法，其特征在于，所述步骤三包括：步骤
S31
：将热电偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：石红杰，宋德军，高福洋，廖志谦，孙晓毅，张浩，姜锋，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：