一种马氏体沉淀硬化不锈钢补焊后局部热处理方法

摘要

本发明提供了一种马氏体沉淀硬化不锈钢补焊后局部热处理方法，其能解决现有局部热处理方法存在的加热温度难以控制、均温性差的问题。其采用感应加热的方法对补焊零件进行所述局部热处理，其特征在于：在进行局部热处理之前对补焊零件进行局部热处理的加热温度校准，通过局部热处理的加热温度校准来确定感应加热过程中表面红外测温仪温度与零件内部温度之间的温差，再根据所述温差确定局部热处理过程中感应加热的实际加热温度。

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及马氏体沉淀硬化不锈钢的焊接技术领域，具体为一种马氏体沉淀硬化不锈钢补焊后局部热处理方法。

背景技术

马氏体沉淀硬化不锈钢在堆焊后一些部位会存在不符合质量要求的缺陷，这些缺陷需要进行局部氩弧焊补焊，而这时整体零件已经完成了固溶-调整-时效的热处理工艺，例如采用0Cr13Ni8Mo2Al(PH13-8Mo)的不锈钢零件在局部补焊后其热影响区硬度会下降至350HV以下，远低于零件硬度大于440HV的要求，因此在补焊后需要进行热处理，但是又不能对零件整体进行时效处理，其原因在于整体加热会导致零件其他部位机械性能下降，同是整体热处理会导致零件变形，从而导致后续难于加工。因此只能采用局部热处理的方式，通常局部热处理方式有火焰加热、履带式加热毯加热、以及感应加热方式；其中火焰加热对时间非常敏感，温度难以准确控制；而履带式加热毯难以完全贴合于零件表面，使得零件与加热毯接触位置温度过高而未接触到的位置温度偏低；通常的感应加热虽然可以较为稳定的控制温度，但是其只是基于零件表面的温度控制，且温度均温性难以满足客户要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种马氏体沉淀硬化不锈钢补焊后局部热处理方法，其能解决现有局部热处理方法存在的加热温度难以控制、均温性差的问题。

一种马氏体沉淀硬化不锈钢补焊后局部热处理方法，其采用感应加热的方法对补焊零件进行所述局部热处理，其特征在于：在进行局部热处理之前对补焊零件进行局部热处理的加热温度校准，通过所述局部热处理的加热温度校准来确定感应加热过程中表面红外测温仪温度与零件内部温度之间的温差，再根据所述温差确定局部热处理过程中实际感应加热温度，以所述实际感应加热温度对所述补焊零件进行局部热处理。

其进一步特征在于：

所述对补焊零件进行局部热处理的加热温度校准，包括以下步骤：

（1）制备校准零件：采用与所述补焊零件相同材质的材料制备所述校准零件，然后在所述校准零件的一侧面钻三个测试孔，所述三个测试孔的位置分别与所述补焊零件上的允许最大补焊长度范围的两端位置以及中央位置相对应，所述测试孔的深度为所述补焊零件上与所述校准零件测试孔对应的位置处至补焊焊缝中心之间的距离，并且所述测试孔还应处于所述补焊零件的焊缝热影响区中心位置的对应位置上；

（2）制备感应加热装置，制作两个感应线圈，所述感应线圈的两端部安装有中频磁导体，所述两个感应线圈连接感应电源；

（3）温度校准，将所述校准零件放置于所述两个感应线圈之间，所述两个感应线圈与所述校准零件对应所述正品零件的补焊位置的位置平行，然后将三只接触式热电偶放置于所述校准零件的三个测试孔内，并将表面红外测温仪对准加热区域的中心位置，当所述三只接触式热电偶显示温度处于补焊零件预定局部热处理工艺加热温度范围T1内时，记录所述感应设备的温度T2，以所述表面红外测温仪的温度T2作为对补焊零件进行局部热处理时的实际感应加热温度。

其更进一步特征在于：

所述测试孔的孔径为1mm；

所述校准零件需经过与所述补焊零件同样的热处理加工和机加工处理，使得所述校准零件的材料状态与所述补焊零件的材料状态一致，保证所述温度校准的准确性；

所述表面红外测温仪采用具有闭环控制功能的红外测温仪；

所述感应电源采用30Hz的超音频电源。

本发明的有益效果在于：其通过对补焊零件进行局部热处理的加热温度校准来确定补焊零件在感应加热时零件表面温度与零件内焊缝热影响区中心位置温度的温差，根据该温差大小来确定补焊零件局部热处理的实际加热温度，从而可以准确控制零件补焊热影响区的加热温度，保证局部热处理时零件补焊区域的均温性，确保零件补焊热影响区硬度满足要求；其中加热温度校准，实际是通过对与补焊零件材质、材料状态相同的校准零件来模拟补焊零件的局部热处理工艺的加热过程，并在该模拟加热过程中采集校准零件表面温度与对应补焊零件的补焊热影响区域的区域内温度的温差，根据该温差来确定实际补焊零件在局部热处理工艺中的加热温度，其方法简单，校准结果可靠；感应加热装置中两个线圈之间安装有中频磁导体，能够进一步确保加热均温性；而为了感应加热电源采用30Hz的超音频电源能够保证感应加热厚度。

附图说明

图1为本发明实施例中补焊零件局部热处理位置的横截面示意图；

图2为本发明实施例中校准零件俯视示意图；

图3为本发明实施例中采用感应加热装置对校准零件进行感应加热的示意图。

具体实施方式

下面结合一个实验实施例来具体描述一下本发明方法的实施过程：

一种零件，其材料为0Cr13Ni8Mo2Al，其允许的补焊最大长度L为50mm，缺陷补焊后热影响区出现硬度下降的情况，要针对其热影响区（见图1）进行局部热处理，局部热处理工艺制定为530±5℃、保温时间2小时。图1中，1为堆焊层，2为母材，3为补焊焊缝；

（1）制备校准零件：采用与该零件同样材质制备校准零件6，并且该校准零件应经过与该零件同样热处理及机加工处理从而保证材料状态相同，在校准零件的一侧面钻三个测试孔，分别为测试孔A、测试孔B和测试孔C，见图2，三个测试孔的位置分别与述补焊零件上的允许最大补焊长度范围的两端位置以及中央位置相对应，而三个测试孔A、B、C的深度，均为补焊零件上与该测试孔对应的位置至补焊焊缝中心之间的距离D，见图1，A’为校准零件6上测试孔A对应补焊零件的位置示意，并且测试孔还应处于补焊零件的焊缝热影响区中心位置的对应位置上，三个测试孔的孔径d为1mm；

（2）制备感应加热装置，制作两个感应线圈4，两个感应线圈4的长度均为60mm，宽度均为8mm，厚度均为6mm，两个感应线圈两端分别安装有中频磁导体5，见图3，两个感应线圈4连接感应电源，感应电源采用30Hz超音频电源；

（3）温度校准，将校准零件6放置于上下两个感应线圈4之间，见图3，两个感应加热线圈4与校准零件6对应补焊零件的补焊位置的位置平行，然后将三只接触式热电偶放置于校准零件的三个测试孔A、B、C内，并将红外测温仪对准加热区域的中心位置，当三只接触式热电偶显示温度处于补焊零件预定局部热处理工艺加热温度范围T1=530±5℃内时，记录红外测温仪的温度T2=480℃，以T2作为对补焊零件进行局部热处理时的实际感应加热温度；

（4）对补焊零件进行局部热处理，补焊位置放置与上述步骤（3）中校准零件放置相同，将感应加热温度设定为480℃，加热2小时；

（5）热处理后对补焊零件位置进行解剖，检测其补焊焊缝热影响区硬度≥440HV。

采用本发明方法批量对零件补焊后局部热处理时，为了尽量消除环境因素影响，对每一个补焊零件进行局部热处理前均需要进行温度校准。