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鋼結(jié)構(gòu)焊前預(yù)熱和焊后熱處理主要有哪些重要?

信息來源:www.fz0663.com | 發(fā)布時(shí)間:2022年10月11日

首先,鋼結(jié)構(gòu)焊前預(yù)熱、焊前預(yù)熱和焊后熱處理對保證焊接質(zhì)量非常重要。焊接重要部件、合金鋼和厚部件的焊接須在焊接前進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱的主要功能如下:


1)預(yù)熱可以減緩焊接后的冷卻速度,有利于焊接金屬中擴(kuò)散氫的逃逸,避免氫裂紋。同時(shí)也降低了焊縫和熱影響區(qū)的硬化程度,提高了焊接接頭的抗裂性。
2)預(yù)熱可以降低焊接應(yīng)力。均勻的局部預(yù)熱或整體預(yù)熱可以減少焊接區(qū)域的溫差(也稱為溫度梯度)。這樣,一方面,焊接應(yīng)力降低,另一方面,焊接應(yīng)變速率降低,有利于避免焊接裂縫。
3)預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的約束,尤其是降低角接頭的約束,隨著預(yù)熱溫度的升高,裂紋的發(fā)生率降低。
預(yù)熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼和焊條的化學(xué)成分有關(guān),還與焊接結(jié)構(gòu)的剛度、焊接方法、環(huán)境溫度等有關(guān)。這些因素應(yīng)在綜合考慮后確定。此外,鋼板厚度方向預(yù)熱溫度的均勻性和焊接區(qū)域的均勻性對降低焊接應(yīng)力有重要影響。
局部預(yù)熱的寬度應(yīng)根據(jù)焊接工件的約束來確定。一般應(yīng)為焊縫區(qū)域周圍壁厚的三倍,且不小于150-200mm。如果預(yù)熱不均勻,焊接應(yīng)力會增加,而不是降低焊接應(yīng)力。
二、鋼結(jié)構(gòu)焊后熱處理有三個(gè)目的:消除氫氣,消除焊接應(yīng)力,提高焊縫結(jié)構(gòu)和綜合性能。
焊接后的消氫處理是指焊接后焊縫未冷卻至100℃下面,進(jìn)行低溫?zé)崽幚?。一般?guī)范是加熱到200~350℃,絕緣時(shí)間為2-6小時(shí)。焊接后氫化處理的主要作用是加速焊縫和熱沖擊區(qū)氫氣的逃逸,對低合金鋼焊接過程中防止焊接裂效果非常明顯。
在焊接過程中,由于加熱和冷卻的不均勻性,以及部件本身的約束或外部約束,在焊接工作結(jié)束后,部件中總是會產(chǎn)生焊接應(yīng)力。部件中存在焊接應(yīng)力會降低焊接接頭區(qū)域的實(shí)際承載力,產(chǎn)生塑性變形,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致部件損壞。
消應(yīng)力熱處理是為了降低焊接工件在高溫下的屈服強(qiáng)度,從而達(dá)到放松焊接應(yīng)力的目的。有兩種常見的方法:
首先,整體高溫回火,即將整個(gè)焊件放入加熱爐中,慢慢加熱到一定溫度,然后保持一段時(shí)間的溫度,蕞后在空氣或爐內(nèi)冷卻。這種方法可以消除80%-90%的焊接應(yīng)力。
另一種方法是局部高溫回火,即只加熱焊縫及其附近區(qū)域,然后緩慢冷卻,降低焊接應(yīng)力峰值,使應(yīng)力分布相對溫和,從而部分消除焊接應(yīng)力。

一些合金鋼材料焊接后,焊接接頭會出現(xiàn)淬火組織,使材料的力學(xué)性能變差。此外,在焊接應(yīng)力和氫氣的作用下,這種淬火組織可能會導(dǎo)致接頭損壞。如果熱處理后,改善接頭的金相組織,提高焊接接頭的塑性和韌性,從而提高焊接接頭的綜合力學(xué)性能。


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