鉆桿管體與接頭在摩擦對(duì)焊后熱處理工藝分析

鉆桿管體與接頭摩擦對(duì)焊后，在焊縫處的組織可能不均勻，熱影響區(qū)具有過熱組織和魏氏組織，造成很大的內(nèi)應(yīng)力。魏氏組織及晶粒粗大能顯著降低鋼的塑性和沖擊韌性，而帶狀組織使鋼的機(jī)械性能出現(xiàn)各向異性，斷面收縮率較低，尤其是橫向沖擊韌性較低，所以必須對(duì)其進(jìn)行熱處理來改善其性能，以達(dá)要求。目前世界上對(duì)鉆桿焊縫熱處理的成熟工藝為完全退火、調(diào)質(zhì)處理（即淬火加回火）。

完全退火就是將工件加熱到Ac3以上20－30℃之間，保溫后在空氣中進(jìn)行冷卻，最終得到珠光體組織。通過完全退火，組織發(fā)生重結(jié)晶，使鋼的晶粒細(xì)化，組織均勻，魏氏組織難以形成，并能消除帶狀組織，從而改善鋼的性能，為淬火做好組織準(zhǔn)備。

為了得到優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，還需要對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，即淬火加回火。淬火即將鋼加熱到Ac3或Ac1以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻得到馬氏體（下貝氏體）的熱處理工藝，其主要目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同的溫度回火以獲得所需要的性能。在鉆桿熱處理工藝中一般采用噴射淬火法，即向工件噴射急速水流的淬火方法，這種方法主要用于局部淬火的工件，由于這種淬火方法不會(huì)在工件表面形成蒸氣膜，故可保證比普通水淬得到更深的淬硬層，采用細(xì)水流并使工件上下運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，可以保證實(shí)現(xiàn)工件均勻冷卻淬火。淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以得到均勻細(xì)小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后得到細(xì)小的馬氏體組織，對(duì)于中、低碳合金鋼，一般采用加熱溫度略低于Ac3點(diǎn)的亞溫淬火，這樣可以保留少量能富集一些有害雜質(zhì)的韌性相鐵素體，不但可以降低鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度，減少回火脆性及氫脆敏感性，甚至比正常淬火的性能還要高些。

淬火后將進(jìn)行高溫回火處理，回火是將淬火鋼在Ac1以上溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s到室溫的工藝過程。其主要目的是減少或消除淬火應(yīng)力，保證相應(yīng)的組織轉(zhuǎn)變，提高鋼的韌性和塑性，獲得硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性的適當(dāng)配合，以滿足各種用途工件的性能要求。高溫回火溫度約為500－650℃，回火組織為回火索氏體。

鉆桿對(duì)焊區(qū)域在經(jīng)過上述熱處理后，最終得到的金相組織為回火索氏體，這也是性能檢驗(yàn)的一個(gè)依據(jù)。