焊前預(yù)熱和焊后熱處理.doc

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1、焊前預(yù)熱重要構(gòu)件的焊接、合金鋼的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必須預(yù)熱。焊前對焊件整體或焊接區(qū)域局部進(jìn)行加熱的工藝手段稱為預(yù)熱。對于焊接強(qiáng)度級別較高、有淬硬傾向的鋼材、導(dǎo)熱性能特別良好的材料、厚度較大的焊件，以及當(dāng)焊接區(qū)域周圍環(huán)境溫度太低時，焊前往往需要對焊件進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱的主要目的是降低焊接接頭的冷卻速度。預(yù)熱能夠降低冷卻速度，但又基本上不影響在高溫停留的時間，這是十分理想的。所以當(dāng)焊接具有淬硬傾向的鋼材時，降低冷卻速度減小淬硬傾向的主要工藝措施，是進(jìn)行預(yù)熱，而不是增大線能量。對焊件進(jìn)行多層多道焊時，當(dāng)焊接后道焊逢時，前道焊縫的最低溫度，稱為層間溫度。對于要求預(yù)熱焊接的材料，

2、當(dāng)需要進(jìn)行多層焊時，其層間溫度應(yīng)等于或略高于預(yù)熱溫度，如層間溫度低于預(yù)熱溫度，應(yīng)重新進(jìn)行預(yù)熱。焊接奧低體不銹鋼時，為保持焊接接頭有較高的耐蝕性，需要有較快的冷卻速度，因此此時需要控制較低的層間溫度，即在前道焊縫冷卻到較低溫度時，再進(jìn)行后道焊縫的焊接。焊前預(yù)熱的主要作用：（1）預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋。同時也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性。　?。?）預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力。均勻地局部預(yù)熱或整體預(yù)熱，可以減少焊接區(qū)域被焊工件之間的溫度差（也稱為溫度梯度）。這樣，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面，降低了焊接應(yīng)變速率，有利于

3、避免產(chǎn)生焊接裂紋。　?。?）預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，對降低角接接頭的拘束度尤為明顯，隨著預(yù)熱溫度的提高，裂紋發(fā)生率下降?！　☆A(yù)熱溫度和層間溫度（注：對焊件進(jìn)行多層多道焊時，當(dāng)焊接后道焊逢時，前道焊縫的最低溫度，稱為層間溫度。對于要求預(yù)熱焊接的材料，當(dāng)需要進(jìn)行多層焊時，其層間溫度應(yīng)等于或略高于預(yù)熱溫度，如層間溫度低于預(yù)熱溫度，應(yīng)重新進(jìn)行預(yù)熱?！　『附訆W低體不銹鋼時，為保持焊接接頭有較高的耐蝕性，需要有較快的冷卻速度，因此此時需要控制較低的層間溫度，即在前道焊縫冷卻到較低溫度時，再進(jìn)行后道焊縫的焊接。）預(yù)熱溫度和層間溫度的選擇的選擇不僅與鋼材和焊條的化學(xué)成分有關(guān)，還與焊接結(jié)構(gòu)的

4、剛性、焊接方法、環(huán)境溫度等有關(guān)，應(yīng)綜合考慮這些因素后確定。另外，預(yù)熱溫度在鋼材板厚方向的均勻性和在焊縫區(qū)域的均勻性，對降低焊接應(yīng)力有著重要的影響。局部預(yù)熱的寬度，應(yīng)根據(jù)被焊工件的拘束度情況而定，一般應(yīng)為焊縫區(qū)周圍各三倍壁厚，且不得少于150-200毫米。如果預(yù)熱不均勻，不但不減少焊接應(yīng)力，反而會出現(xiàn)增大焊接應(yīng)力的情況。?焊后熱處理1、焊接殘余應(yīng)力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。消除殘余應(yīng)力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內(nèi)應(yīng)力高的

5、地方產(chǎn)生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應(yīng)力降低。焊后熱處理對金屬抗拉強(qiáng)度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關(guān)。焊后熱處理對焊縫金屬沖擊韌性的影響隨鋼種不同而不同。2、熱處理方法的選擇焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對于氣焊焊口采用正火加高溫回火熱處理。這是因為氣焊的焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜

6、過快，力求內(nèi)外壁均勻。3、焊后熱處理的加熱方法⑴感應(yīng)加熱。鋼材在交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，因渦流和磁滯的作用使鋼材發(fā)熱，即感應(yīng)加熱?，F(xiàn)在工程上多采用設(shè)備簡單的工頻感應(yīng)加熱。⑵輻射加熱。輻射加熱由熱源把熱量輻射到金屬表面，再由金屬表面把熱量向其他方向傳導(dǎo)。所以，輻射加熱時金屬內(nèi)外壁溫度差別大，其加熱效果較感應(yīng)加熱為差。輻射加熱常用火焰加熱法、電阻爐加熱法、紅外線加熱法。焊后熱處理的作用：?焊后消氫處理，是指在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至100℃以下時，進(jìn)行的低溫?zé)崽幚?。一般?guī)范為加熱到200~350℃，保溫2-6小時。焊后消氫處理的主要作用是加快焊縫及熱影響區(qū)中氫的逸出，對于防止低合

7、金鋼焊接時產(chǎn)生焊接裂紋的效果極為顯著。　　在焊接過程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及構(gòu)件本身產(chǎn)生拘束或外加拘束，在焊接工作結(jié)束后，在構(gòu)件中總會產(chǎn)生焊接應(yīng)力。焊接應(yīng)力在構(gòu)件中的存在，會降低焊接接頭區(qū)的實際承載能力，產(chǎn)生塑性變形，嚴(yán)重時，還會導(dǎo)致構(gòu)件的破壞?！　?yīng)力熱處理是使焊好的工件在高溫狀態(tài)下，其屈服強(qiáng)度下降，來達(dá)到松弛焊接應(yīng)力的目的。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，即把焊件整體放入加熱爐內(nèi)，緩慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時間，最后在空氣中或爐內(nèi)冷卻。用這種方法可以消除8