感应热处理工艺在风塔筒建造中有哪些应用？

风塔塔筒是采用高强度低合金钢材的中厚板，作为一种大型焊接工程结构，其焊接区域是塔架结构中最薄弱的部位，同时塔架长期处于低温、强风等恶劣环境下，特别是海上风力发电塔架，焊接部位极易产生裂纹。通常在焊接后需要对关键焊接部位进行热处理，改善其低温断裂韧性，保证塔架安全运行，但塔架焊接部位多，进行热处理施工周期长，成本高，焊接时热影区易淬硬，对氢的敏感性强，易产生氢致延迟裂纹。尤其是当焊接接头承受较大应力时更容易产生各种裂纹，因此除了焊接时必须严格考虑焊材与母材强韧性的合理匹配，选用适合高效的焊接工艺，优化焊接参数外，热处理设备和工艺的选择也是至关重要的。传统的热处理工艺采用陶瓷电阻加热器外加石棉保温进行，缺点是温度控制误差大，厚壁杆件内外温度的均匀性差，焊缝硬度高，效率低，安全性差（电阻丝外露）大量使用石棉等对人体和环境有害的物质，瓷片的布设费时费力，大量的易耗品。

基于以上原因，开发采用中频感应热处理工艺对风塔塔筒的焊缝进行热处理，成功地解决了大唐黄岛5MW风电塔筒焊后热处理难题，达到了风塔塔筒的焊接质量控制要求，保证塔筒整体质量。

热处理工艺 

采用ProHeat35型中频感应加热设备进行热处理；采用内部通水的柔性加热电磁感应线圈；热处理焊缝采用岩棉进行保温；K型热电偶丝测温8个，内部安装4个、外部安装4个分别监控塔筒内外壁的温度，位置分别位于塔筒的12点、3点、6点、9点方位。

焊前预热，80～125℃；焊后热处理工艺：焊缝温度300℃以上升温速度90～104℃/h，降温速度100～130℃/h；300℃以下可不控制温升速度。恒温保温温度630℃±15℃，保温2.5h，焊后热处理要在焊后12h内完成。

8个测温点测量内外壁数据表明内外壁的温差较小，基本上可以控制在20℃以内，相对于陶瓷加热或电阻加热内外壁较为均匀。

硬度测试根据ASTM E92。硬度测试表明热处理后的热影响区硬度略高于20HV，焊缝区硬度＞200HV，依据要求，Q345钢材经过热处理后的硬度值应小于320HV。

弯曲性能测试

对采用相同热处理工艺的焊接工艺评定样件进行了弯曲性能测试，结果表面弯曲试验未在外表面发现裂纹，结果合格。

工艺评定

对采用相同热处理工艺的焊接工艺评定样件按照BS EN10045.1在-40℃下进行夏比V型缺口试验。冲击试验机型号JBN-500-086。冲击测试结果见表3。冲击结果表明，热影响区冲击吸收能量大于焊缝区。-40℃冲击试验焊缝金属和热影响区的冲击韧性远高于标准值。

感应热处理工艺在风塔筒建造中有哪些应用？

结语

感应热处理工艺加热均匀，效率高，节电效果明显，加热速度快，成本低，达到了焊后热处理工艺要求。

实践证明，感应热处理工艺预热有利于去除母材表面水分和加速氢气的溢出，从而降低焊道产生裂纹的敏感性，消除焊接结构的焊接残余应力，降低焊接区的硬度，促使扩散氢溢出，稳定组织，改善力学性能和高温性能，避免产生脆断和延迟裂纹，进行焊后热处理，残余应力可降低80%～90%，焊缝硬度也可降低10～15HBW。

汽车零部件、齿轮、轴承、曲轴、工程机械、机车车辆、风电、粉末冶金、重工机械、机床及热处理专业厂和设备。