封頭在制造與使用過程中，因溫度變化會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，其分布狀態(tài)直接影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。熱處理工藝通過調(diào)整溫度與保溫時(shí)間，可有效緩解熱應(yīng)力，提升封頭的力學(xué)性能。
熱應(yīng)力分布與封頭成型方式密切相關(guān)。沖壓成型時(shí)，封頭邊緣與底部變形量差異較大，邊緣區(qū)域因拉伸產(chǎn)生拉應(yīng)力，底部則因壓縮形成壓應(yīng)力，應(yīng)力集中于過渡圓角處，易引發(fā)微裂紋。焊接過程中，焊縫及熱影響區(qū)溫度驟升驟降，形成不均勻的溫度場(chǎng)，導(dǎo)致殘余應(yīng)力沿焊縫方向分布，且隨壁厚增加，應(yīng)力梯度更為明顯。
熱處理工藝需根據(jù)應(yīng)力分布特點(diǎn)制定。整體退火工藝適用于消除整體應(yīng)力，將封頭加熱至臨界溫度以下，保溫2至4小時(shí)后緩慢冷卻，使金屬內(nèi)部組織重新排列，減少應(yīng)力集中。對(duì)于焊接后的局部應(yīng)力，可采用局部加熱方式，針對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行高溫回火，加熱范圍需覆蓋焊縫兩側(cè)各50至100毫米，避免因局部受熱產(chǎn)生新的應(yīng)力。
不同材質(zhì)封頭的熱處理參數(shù)存在差異。碳鋼封頭退火溫度通常在550至650℃，不銹鋼則需提高至800至900℃，并控制冷卻速度以防晶間腐蝕。熱處理后的封頭需進(jìn)行硬度檢測(cè)與應(yīng)力測(cè)試，確保熱應(yīng)力降至安全范圍。
合理控制熱應(yīng)力分布并配合適宜的熱處理工藝，是保障封頭安全使用的關(guān)鍵。通過優(yōu)化工藝參數(shù)，可減少應(yīng)力對(duì)封頭結(jié)構(gòu)的破壞，延長(zhǎng)其在壓力容器等設(shè)備中的服役期限。