人們通常認(rèn)為預(yù)熱是一件普通的事情。它包括將待焊件在焊接之前以及焊接過程中加熱到高于環(huán)境 的某個溫度。現(xiàn)代規(guī)范通常基于材料要求實施預(yù)熱至某一等級(level)。本文將詳細(xì)說明預(yù)熱的要求、作用以及不恰當(dāng)實施的種種做法。
一、預(yù)熱的作用
預(yù)熱包括將待焊件在焊接之前以及焊接過程中加熱到高于環(huán)境的某個溫度。構(gòu)造和施工規(guī)范常 常規(guī)定預(yù)熱。然而,在某些條件下,可以采用其他可替代的方法來代替預(yù)熱。無論預(yù)熱是否需要,預(yù)熱都可以起到下述綜合的作用:
·降低焊縫與相鄰母材中的收縮應(yīng)力,特別是高拘束焊接接頭?!そ档团R界溫度范圍的冷卻速度,從而避免焊縫和熱影響區(qū)(HAZ)過度硬化和延展性降低。
·降低 400°F 溫度范圍的冷卻速度,讓氫有更多的時間從焊縫和臨近母材中逸出,以避免氫致裂紋金魯鼎管件自動焊接機(jī)?!で宄廴疚?。
二、預(yù)熱的方法
除了標(biāo)準(zhǔn)的最低要求外,預(yù)熱總量可以通過以下一個或多個方法確定:
·計算器
·碳當(dāng)量評估
·開裂參數(shù)評估
·火花試驗評估
·經(jīng)驗評估
許多情況下,不出現(xiàn)諸如要去除開裂這樣的麻煩時,是不會持續(xù)提高預(yù)熱溫度的 。相反地,即使預(yù)熱溫度低于已在實際應(yīng)用采用了的、推薦或者規(guī)范的要求,也常常能夠成功。
三、預(yù)熱的實施
1.焊接坡口幾何形狀與技術(shù)焊接過程中所用的技術(shù)對于收縮、產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、控制熱輸入和避免裂紋等具有顯著作用。比起長焊縫,短焊縫能夠最大限度地減少縱向收縮。當(dāng)需要減少殘余應(yīng)力時,可以采用分段退焊法或者特殊的焊接順序??刂苹蜃钚〉臒彷斎?。應(yīng)當(dāng)采用小幅度擺動的直線焊道,而非大幅度擺動的焊道。
2.最大程度減少開裂實施合適的工藝技術(shù),能夠最大限度地減少或者消除弧坑裂紋和焊道裂紋。
3.預(yù)熱方法在工廠或工地,可以用火焰(空氣-燃?xì)饣蜓?燃?xì)猓?,電阻或者電感?yīng)方法進(jìn)行預(yù)熱。除非另有規(guī)定,否則,不論采用何種方法加熱,預(yù)熱都應(yīng)均勻并遍及整個厚度。
四、預(yù)熱的監(jiān)控
1.溫度指示蠟筆這些蠟筆或鉛筆狀工具被設(shè)計成在特定溫度下熔化。這可以作為一種簡單而經(jīng)濟(jì)的方法來判定 是否已經(jīng)達(dá)到最低預(yù)熱溫度,即蠟筆熔化的溫度。
2.電氣/電子溫度監(jiān)控對預(yù)熱和焊接操作而言,可以采用具有模擬或數(shù)字讀數(shù)的接觸高溫計或直讀熱電偶這類瞬時裝置。
3.非傳統(tǒng)監(jiān)控在確定預(yù)熱溫度是否適當(dāng)方面許多非傳統(tǒng)方法已使用了數(shù)十年之久。
當(dāng)然,其中之一是將唾液或煙絲汁滴在零件上。發(fā)出的“嘶嘶”聲的量是溫度的一個指標(biāo)。雖然不精確,許多“老前輩”都曾經(jīng)采用過這種做法。
另一種稍微精確的確定預(yù)熱溫度的方法是通過使用的氧-燃?xì)飧罹妗⒒鹧嬲{(diào)節(jié)到高的碳化焰, 以使在需要預(yù)熱的區(qū)域積聚一層煙灰。然后,將火焰調(diào)節(jié)到中性焰并加熱煙灰區(qū)域。當(dāng)煙灰消失時,表面溫度大約超過 400°F(200℃)。確保焊件的整個厚度或焊件區(qū)域都已達(dá)到要求的預(yù)熱溫度是非常重要的,然而大多數(shù)監(jiān)測僅針對外表面而已。
不管是否需要預(yù)熱,也不論所采用的方法,預(yù)熱都可以獲得下列好處:
減少在焊縫和相鄰母材中的收縮應(yīng)力,特別對高拘束的接頭;
使通過臨界溫度范圍的冷卻速度更慢,以防止焊縫和熱影響區(qū)(HAZ)過度硬化和延展性降低;
使得在400°F(200°C)溫度范圍冷卻更慢,允許焊縫和臨近母材區(qū)的氫擴(kuò)散逸出的時間更長,從而避免氫致延遲裂紋的發(fā)生;
使規(guī)定的預(yù)熱溫度穿透整個母材厚度總是人們所期望的,但必須避免經(jīng)常不適當(dāng)?shù)木植款A(yù)熱可能導(dǎo)致材料損壞。