焊前预热就是焊前将焊件局部和整体进行适当加热的工艺措施。其目的是减小焊接接头的冷却速度,避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形,它是防止产生焊接裂纹的有效方法。
简介
焊接是金属的热加工方法之一。特别是
普通低合金结构钢和含碳量较高的厚板熔焊时,由于金属的局部受到高温加热和冷却的焊接热循环影响,使金属内部组织发生了各种不同的变化,直接影响着焊接接头的力学性能。另外,由于焊接冶金条件以及不同的加热、冷却速度的影响,会导致
焊缝及热影响区的组织不均匀性,这样也会间接和直接地影响着焊接接头的力学性能。
因此在焊前、焊接过程中及焊后,将焊件的局部或全部,通过加热、保温、控制冷却速度的方法,来改变或改善焊接接头的力学性能是非常必要的。
预热的作用
1)预热是防止冷裂纹、热裂纹和热影响区出现淬硬组织的有效措施。当焊接含碳量高的碳钢、低合金钢、耐热钢,以及普通低碳钢刚度较大的构件时,由于焊缝冷却速度快,容易在焊缝及热影响区产生淬硬组织,从而导致裂纹的产生。所以对焊件必须进行预热。预热能达到减慢冷却速度的目的,可以防止焊缝产生裂纹。
2)对拘束大的焊接接头区进行焊接时,由于急冷急热,会在接头区产生收缩应力,从而引起裂纹。焊前对接头区进行预热,就可以减小收缩应力,防止裂纹的产生。
3)在温度较低的区域进行焊接时,为防止产生裂纹,即使是低碳钢其厚度超过20ram也必须进行预热处理。
4)预热还能清除油污、水分等影响焊缝质量的因素,而且还能促使焊缝中氢的逸出,从而为防止产生气孔等缺陷起到相应的作用,也防止了裂纹的产生。
预热方法
预热方法有很多种:如火焰加热、工频感应加热、远红外线加热、随炉加热等。应根据加热范围来选择不同的预热方法。目前
远红外加热器得到广泛应用,加热效果很好,加热范围也很大。一般预热件对于焊接接头每一侧加热宽度不小于板厚的5倍,应在坡口两侧75一100mm保持一个均热区域。
预热温度的确定
预热一般是对坡13两侧75~100mm范围内钢材加热至所需的预热温度。可以用火焰加热.也可用工频感应加热或红外线加热等方法。低碳钢和
普通低合金钢的预热温度为100~200℃。确定预热的温度时,主要考虑以下几点:
②焊件的厚度、焊接接头型式和结构拘束程度;
③焊接材料的含氢量;
④环境温度。
常用钢材的预热温度参见NB/T 47015—20ll《压力容器焊接规程》。
注意事项
(1)对于焊接性差、厚度大的钢板,一般接头拘束大,并采用普通的非低氢型焊接材料进行焊接,应焊前预热。
(2)对于焊接导热率高的材料(如铜、铝及其合金),为保证焊缝金属与母材的熔合,需要进行焊前预热。
(3)对于焊接性好的
碳素结构钢和
低合金结构钢,如果板厚较小,拘束度不大,并且采用低氢型焊接材料,一般不需要预热。
值得注意的是,焊前预热焊接增加了能源消耗,恶化了焊接条件,因此,在允许条件下,都应采用不预热或低温预热焊接。