❶ 壓力容器焊接預熱為了什麼,說的詳細一些,我知道為了避免出現裂紋等缺陷,能說說為什麼加熱就能避免嗎
焊前預熱的作用是:
重要構件的焊接、合金鋼的焊接及厚部件的焊接,都要求在焊前必須預熱。焊前預熱的主要作用如下:
(1)預熱能減緩焊後的冷卻速度,有利於焊縫金屬中擴散氫的逸出,避免產生氫致裂紋。同時也減少焊縫及熱影響區的淬硬程度,提高了焊接接頭的抗裂性。
(2)預熱可降低焊接應力。均勻地局部預熱或整體預熱,可以減少焊接區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力,另一方面,降低了焊接應變速率,有利於避免產生焊接裂紋。
(3)預熱可以降低焊接結構的拘束度,對降低角接接頭的拘束度尤為明顯,隨著預熱溫度的提高,裂紋發生率下降。
預熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼材和焊條的化 學成分有關,還與焊接結構的剛性、焊接方法、環境溫度等有關,應綜合考慮這些因素後確定。另外,預熱溫度在鋼材板厚方向的均勻性和在焊縫區域的均勻性,對降低焊接應力有著重要的影響。局部預熱的寬度,應根據被焊工件的拘束度情況而定,一般應為焊縫區周圍各三倍壁厚,且不得少於150-200毫米。如果預熱不均勻,不但不減少焊接應力,反而會出現增大焊接應力的情況。
焊後熱處理的作用是什麼?
焊後消氫處理,是指在焊接完成以後,焊縫尚未冷卻至100℃以下時,進行的低溫熱處理。一般規范為加熱到200~350℃,保溫2-6小時。焊後消氫處理的主要作用是加快焊縫及熱影響區中氫的逸出,對於防止低合金鋼焊接時產生焊接裂紋的效果極為顯著。
在焊接過程中,由於加熱和冷卻的不均勻性,以及構件本身產生拘束或外加拘束,在焊接工作結束後,在構件中總會產生焊接應力。焊接應力在構件中的存在,會降低焊接接頭區的實際承載能力,產生塑性變形,嚴重時,還會導致構件的破壞。
消應力熱處理是使焊好的工件在高溫狀態下,其屈服強度下降,來達到鬆弛焊接應力的目的。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,緩慢加熱到一定溫度,然後保溫一段時間,最後在空氣中或爐內冷卻。用這種方法可以消除80%-90%的焊接應力。另一種方法是局部高溫回火,即只對焊縫及其附近區域進行加熱,然後緩慢冷卻,降低焊接應力的峰值,使應力分布比較平緩,起到部分消除焊接應力的目的。
有些合金鋼材料在焊接以後,其焊接接頭會出現淬硬組織,使材料的機械性能變壞。此外,這種淬硬組織在焊接應力及氫的作用下,可能導致接頭的破壞。如果經過熱處理以後,接頭的金相組織得到改善,提高了焊接接頭的塑性、韌性,從而改善了焊接接頭的綜合機械性能。
❷ 合金鋼為什麼需要焊前預熱和焊後熱處理
合金鋼具有良好的抗高溫氧化及組織穩定性,較高的高溫強度。但它的可焊性較差,淬內硬傾向大,容焊接過程中焊縫及熱影響區可能出現如下一些問題: (1)焊後在焊縫及熱影響區出現硬而脆的淬硬組織,若再的較大內應力存在,就會出現冷裂紋,韌性、塑性降低。 (2)具有出現弧坑裂紋的傾向。 (3)某些合金元素,具有焊接再熱裂紋傾向,尤以含釩、含硼的鋼種為甚。 為了避免和消除上述缺陷,合金鋼需要焊前預熱,焊後熱處理。 焊前預熱的主目的是改善材料的可焊性。在加熱並保持一定溫度的過程中可以降低焊接接頭區域的溫差,使熱影響區的淬硬傾向減弱。在焊接過程中有利於氫氣的逸出,降低焊縫中的氫含量,防止冷裂紋的產生,改善焊接接頭的塑性及韌性。 後熱處理的方法一般是高溫回火,其主要目地是: (1)消除或減少在焊接過程中所產生的內應力,防止焊縫和熱影響區產生裂紋。 (2)改善焊縫和熱影響區的機械性能,即提高其塑性及韌性,改善硬脆傾向。 (3)改善焊縫和熱影響區的金相組織。 一般碳素鋼的焊接性能好,焊接時可不必預熱與熱處理。但對於含碳量高、剛度大的焊件,由於焊後殘余應力大,也需預熱及熱處理,如壁厚於30mm的碳鋼管。