預(yù)處理對(duì)鋼材的焊接性能有著至關(guān)重要的影響,主要體現(xiàn)在預(yù)熱和焊后熱處理兩個(gè)方面。
預(yù)熱的作用
預(yù)熱是指在焊接前對(duì)鋼材進(jìn)行加熱,以達(dá)到一定的溫度。預(yù)熱的主要作用包括:
減緩焊后的冷卻速度:預(yù)熱能夠減緩焊縫金屬在焊接后的冷卻速度,這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(shí),它還能減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度,從而提高焊接接頭的抗裂性。
降低焊接應(yīng)力:通過(guò)均勻的局部或整體預(yù)熱,可以縮小焊接區(qū)域與被焊工件之間的溫度差異,降低溫度梯度。這有助于減少焊接應(yīng)力,降低焊接應(yīng)變速率,從而進(jìn)一步避免焊接裂紋的產(chǎn)生。
降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度:預(yù)熱對(duì)于降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度也大有裨益,特別是對(duì)于降低角接接頭的拘束度效果明顯。隨著預(yù)熱溫度的提升,裂紋的發(fā)生率會(huì)明顯下降。
預(yù)熱溫度和層間溫度的選擇需要根據(jù)鋼材和焊條的化學(xué)成分、焊接結(jié)構(gòu)的剛性、焊接方法以及環(huán)境溫度等多種因素綜合考慮。同時(shí),預(yù)熱溫度在鋼材板厚方向和焊縫區(qū)域的均勻性也非常重要,以確保更大限度地降低焊接應(yīng)力。
焊后熱處理的作用
焊后熱處理是指在焊接完成后對(duì)焊縫及附近區(qū)域進(jìn)行的加熱和冷卻處理。焊后熱處理的主要目的包括:
消氫:焊后消氫處理是在焊接完成后立即進(jìn)行的一種低溫?zé)崽幚?,其目的是加速焊縫及熱影響區(qū)中氫的逸出,從而有效防止低合金鋼焊接時(shí)的裂紋產(chǎn)生。
消除焊接應(yīng)力:消應(yīng)力熱處理是使焊好的工件在高溫狀態(tài)下屈服強(qiáng)度下降,從而達(dá)到松弛焊接應(yīng)力的目的。常用的消應(yīng)力方法包括整體高溫回火和局部高溫回火。
改善焊縫組織和綜合性能:焊后熱處理還可以改善焊縫的金相組織,提升焊接接頭的塑性和韌性,進(jìn)而全面提升焊接接頭的綜合機(jī)械性能。
總的來(lái)說(shuō),預(yù)處理中的預(yù)熱和焊后熱處理都是確保鋼材焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。它們通過(guò)減緩冷卻速度、降低焊接應(yīng)力和拘束度、消氫、消除焊接應(yīng)力以及改善焊縫組織和綜合性能等方式,明顯提高鋼材的焊接性能。