焊接前預(yù)熱有什么作用?
焊前預(yù)熱這件事是針對的碳鋼和低合金鋼這些鋼材的焊接工藝。為什么是這些材料,是因為它們在不同的溫度區(qū)間會有相變產(chǎn)生。而奧氏體不銹鋼就不用預(yù)熱,也不用焊后熱處理,因為它沒有相變。相變是啥,就是高溫時是一種晶體結(jié)構(gòu),低溫時又是另一種。而不同的晶體結(jié)構(gòu)有不同的組織性能。
預(yù)熱能產(chǎn)生什么效果,主要就是緩解冷卻速度。搞焊接的應(yīng)該知道碳鋼低合金鋼焊接產(chǎn)生延遲裂紋的三要素: 擴散氫,淬硬組織和拘束度。那么我們控制冷裂紋就是從這三方面入手的。
擴散氫: 這個不用多說,打磨清理表面雜物,使用堿性焊材,烘干焊條焊劑等。
淬硬組織: 這個就是開篇說的快速冷卻時,由于不均勻相變,晶格畸變產(chǎn)生的脆硬馬氏體組織。它的產(chǎn)生與化學(xué)成分和冷卻速度有關(guān),其中化學(xué)成分決定了材料的碳當(dāng)量,碳當(dāng)量又決定了淬硬傾向??刂评鋮s速度,就是為了避免產(chǎn)生淬硬組織,冷卻速度有幾個因素決定: 預(yù)熱溫度,焊接熱輸入,焊接方法和母材厚度,說白了,就是焊接時工件上的熱量要保持住,不能讓它散走了。
拘束度: 這個文縐縐的詞,簡單說就是焊接完后能不能自由收縮,不能的話,那焊件中的內(nèi)應(yīng)力必然就很大。俗話說的好,只要有焊接,那不產(chǎn)生變形就產(chǎn)生應(yīng)力,二者必有其一。
簡單說,預(yù)熱就是為了防止冷裂紋的產(chǎn)生,但要明白一點,預(yù)熱溫度的制定是與化學(xué)成分,擴散氫含量,焊接熱輸入,焊接方法,母材厚度和拘束度都有關(guān)系的,這是個綜合性的因素。不是說我做了焊接工藝評定,定了個預(yù)熱溫度,試驗合格了就完事了,不能所有接頭都用這個溫度。你也許要跟我提什么連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變溫度CCT曲線,這玩意也僅供參考而已,工程上不實用。舉個例子,筒體開孔接管插入的焊接,即使是Q235這種低碳鋼,在打底焊時就可能會裂,因為拘束度高,預(yù)熱即可預(yù)防。
焊接接頭預(yù)熱溫度的確定常用的有兩種標(biāo)準(zhǔn)方法,一種是EN1011,一種是AWS D1.1方法,兩種都是考慮了各個影響因素,后一種比前一種要保守,就是計算出來的預(yù)熱溫度偏高些。
焊接預(yù)熱和道間溫度的控制方法
定位焊焊縫的厚度不應(yīng)當(dāng)小于3mm,不適合超過設(shè)計焊縫厚度的2/3;長度不適合小于40mm與接頭中比較薄部件厚度的4.倍;間距應(yīng)當(dāng)為300mm~600mm。
定位焊縫和正式焊縫應(yīng)當(dāng)具有相同的焊接工藝與焊接質(zhì)量要求。多道定位焊焊縫的端部應(yīng)當(dāng)為階梯狀。采用鋼襯墊板的焊接接頭,定位焊應(yīng)當(dāng)在接頭坡口內(nèi)進(jìn)行。定位焊在焊接時預(yù)熱溫度應(yīng)當(dāng)高于正式施焊預(yù)熱溫度20℃~50℃。
引弧板、引出板與襯墊板
當(dāng)引出板、引弧板和襯墊板為鋼材時應(yīng)選用屈服強度不大于被焊鋼材標(biāo)稱強度的鋼材,并且焊接性應(yīng)相近。
焊接接頭的端部應(yīng)設(shè)置焊縫引弧板、引出板。焊條電弧焊和氣體保護(hù)電弧焊焊縫引出長度應(yīng)大于25mm,埋弧焊縫引出長度應(yīng)大于80mm。焊接完成并完全冷卻后,可采用火焰切割、碳弧氣刨或機械等方法除去引弧板、引出板,并應(yīng)修磨平整,嚴(yán)禁用錘擊落。
1鋼襯墊板應(yīng)與接頭母材密貼連接,其間隙不應(yīng)大于1.5mm,并應(yīng)與焊縫充分熔合。手工電弧焊和氣體保護(hù)電弧焊時,鋼襯墊板厚度不應(yīng)小于4mm;埋弧焊接時,鋼襯墊板厚度不應(yīng)小于6mm;電渣焊時鋼襯墊板厚度不應(yīng)小于25mm。
預(yù)熱和道間溫度控制
預(yù)熱和道間溫度控制宜采用電加熱、火焰加熱和紅外線加熱等加熱方法,并應(yīng)采用專用的測溫儀器測量。預(yù)熱的加熱區(qū)域應(yīng)在焊接坡口兩側(cè),寬度應(yīng)為焊件施焊處板厚的1.5.倍以上,且不應(yīng)小于100mm。溫度測量點,當(dāng)為非封閉空間構(gòu)件時,宜在焊件受熱面的背面離焊接坡口兩側(cè)不小于75mm處;當(dāng)為封閉空間構(gòu)件時,宜在正面離焊接坡口兩側(cè)不小于100mm處。
焊接接頭的預(yù)熱溫度和道間溫度,應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661的有關(guān)規(guī)定;當(dāng)工藝選用的預(yù)熱溫度低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661.的有關(guān)規(guī)定時,應(yīng)通過工藝評定試驗確定。
標(biāo)簽: 燃燒技術(shù)