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焊接前预热

焊接前预热有什么作用?

焊前预热这件事是针对的碳钢和低合金钢这些钢材的焊接工艺。为什么是这些材料,是因为它们在不同的温度区间会有相变产生。而奥氏体不锈钢就不用预热,也不用焊后热处理,因为它没有相变。相变是啥,就是高温时是一种晶体结构,低温时又是另一种。而不同的晶体结构有不同的组织性能。

预热能产生什么效果,主要就是缓解冷却速度。搞焊接的应该知道碳钢低合金钢焊接产生延迟裂纹的三要素: 扩散氢,淬硬组织和拘束度。那么我们控制冷裂纹就是从这三方面入手的。

扩散氢: 这个不用多说,打磨清理表面杂物,使用碱性焊材,烘干焊条焊剂等。

淬硬组织: 这个就是开篇说的快速冷却时,由于不均匀相变,晶格畸变产生的脆硬马氏体组织。它的产生与化学成分和冷却速度有关,其中化学成分决定了材料的碳当量,碳当量又决定了淬硬倾向。控制冷却速度,就是为了避免产生淬硬组织,冷却速度有几个因素决定: 预热温度,焊接热输入,焊接方法和母材厚度,说白了,就是焊接时工件上的热量要保持住,不能让它散走了。

拘束度: 这个文绉绉的词,简单说就是焊接完后能不能自由收缩,不能的话,那焊件中的内应力必然就很大。俗话说的好,只要有焊接,那不产生变形就产生应力,二者必有其一。

简单说,预热就是为了防止冷裂纹的产生,但要明白一点,预热温度的制定是与化学成分,扩散氢含量,焊接热输入,焊接方法,母材厚度和拘束度都有关系的,这是个综合性的因素。不是说我做了焊接工艺评定,定了个预热温度,试验合格了就完事了,不能所有接头都用这个温度。你也许要跟我提什么连续冷却转变温度CCT曲线,这玩意也仅供参考而已,工程上不实用。举个例子,筒体开孔接管插入的焊接,即使是Q235这种低碳钢,在打底焊时就可能会裂,因为拘束度高,预热即可预防。

焊接接头预热温度的确定常用的有两种标准方法,一种是EN1011,一种是AWS D1.1方法,两种都是考虑了各个影响因素,后一种比前一种要保守,就是计算出来的预热温度偏高些。

焊接预热和道间温度的控制方法

定位焊焊缝的厚度不应当小于3mm,不适合超过设计焊缝厚度的2/3;长度不适合小于40mm与接头中比较薄部件厚度的4.倍;间距应当为300mm~600mm。

定位焊缝和正式焊缝应当具有相同的焊接工艺与焊接质量要求。多道定位焊焊缝的端部应当为阶梯状。采用钢衬垫板的焊接接头,定位焊应当在接头坡口内进行。定位焊在焊接时预热温度应当高于正式施焊预热温度20℃~50℃。

引弧板、引出板与衬垫板

当引出板、引弧板和衬垫板为钢材时应选用屈服强度不大于被焊钢材标称强度的钢材,并且焊接性应相近。

焊接接头的端部应设置焊缝引弧板、引出板。焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm,埋弧焊缝引出长度应大于80mm。焊接完成并完全冷却后,可采用火焰切割、碳弧气刨或机械等方法除去引弧板、引出板,并应修磨平整,严禁用锤击落。
1钢衬垫板应与接头母材密贴连接,其间隙不应大于1.5mm,并应与焊缝充分熔合。手工电弧焊和气体保护电弧焊时,钢衬垫板厚度不应小于4mm;埋弧焊接时,钢衬垫板厚度不应小于6mm;电渣焊时钢衬垫板厚度不应小于25mm。

预热和道间温度控制

预热和道间温度控制宜采用电加热、火焰加热和红外线加热等加热方法,并应采用专用的测温仪器测量。预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应为焊件施焊处板厚的1.5.倍以上,且不应小于100mm。温度测量点,当为非封闭空间构件时,宜在焊件受热面的背面离焊接坡口两侧不小于75mm处;当为封闭空间构件时,宜在正面离焊接坡口两侧不小于100mm处。

焊接接头的预热温度和道间温度,应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定;当工艺选用的预热温度低于现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661.的有关规定时,应通过工艺评定试验确定。

标签: 燃烧技术

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