什么是焊接預(yù)熱？
焊接預(yù)熱用于幫助確保焊接質(zhì)量并減少可能導(dǎo)致代價高昂的返工的開裂和其他問題的發(fā)生。焊接預(yù)熱通常用于焊接 1 英寸或以上厚的鋼或鋼合金管或板。石油和天然氣、傳輸管道、發(fā)電廠、結(jié)構(gòu)建筑、采礦、造船和重型設(shè)備應(yīng)用的車間和現(xiàn)場焊接通常需要預(yù)熱。
預(yù)熱過程包括在焊接前將焊接接頭周圍的區(qū)域或整個零件加熱到指定的溫度。這會降低焊縫的冷卻速度并驅(qū)除水分，從而有助于防止氫氣積聚和開裂的可能性。
何時使用焊接預(yù)熱
確定焊接應(yīng)用是否需要預(yù)熱取決于多種因素，包括基材的類型和厚度。它通常由所使用的焊接代碼決定。為了滿足規(guī)范的要求，工作的焊接工藝規(guī)范 (WPS) 將概述最低和最高預(yù)熱溫度以及必要的預(yù)熱持續(xù)時間。通常，在開始焊接之前，零件必須保持在特定溫度范圍內(nèi)一段時間——例如在華氏 250 度到 400 度之間保持 30 分鐘。
焊工通常必須監(jiān)控焊道之間的母材溫度，以確保材料保持在要求的范圍內(nèi)。常見的溫度驗證工具包括蠟筆、熱電偶、紅外溫度計和熱像儀。
幾種方法可用于焊接預(yù)熱，包括電磁感應(yīng)加熱、明火、電阻加熱和對流烤箱。根據(jù)應(yīng)用的不同，每一種都有優(yōu)點和缺點。特定應(yīng)用的最佳預(yù)熱方法通常取決于材料厚度、焊件尺寸、項目時間表和預(yù)算以及可用人員和專業(yè)知識。
在焊接預(yù)熱中，熱量可以直接施加在焊縫區(qū)域周圍，也可以加熱整個零件。
常見的焊接預(yù)熱方法有四種：
1.電磁感應(yīng)加熱
工作原理： 感應(yīng)產(chǎn)生磁場，在賤金屬內(nèi)產(chǎn)生渦流，從內(nèi)部加熱。感應(yīng)附件，例如電纜或毯子，放置在零件上以產(chǎn)生磁場。
優(yōu)點： 電磁感應(yīng)加熱提供快速設(shè)置，通常在不到五分鐘的時間內(nèi)，以及快速的溫度時間。感應(yīng)產(chǎn)生均勻的加熱區(qū)域——即使在嚴格的溫度范圍內(nèi)，也可以輕松實現(xiàn)并保持在溫度范圍內(nèi)。該過程也非常高效，不需要人員觀看。電磁感應(yīng)加熱提供安全優(yōu)勢，因為輸出線圈不會變熱或為焊工創(chuàng)造不舒服的熱環(huán)境。該工藝還提供了加熱許多不同尺寸和形狀的零件的靈活性，并在零件所在的位置進行局部加熱。
缺點： 電磁感應(yīng)加熱可能具有更高的初始成本，并且需要一些操作員培訓(xùn)以確保正確的包裝技術(shù)。
2.明火
工作原理： 操作員使用燃氣和壓縮空氣炬（有時稱為玫瑰花蕾）將火焰直接施加到金屬部件上。
優(yōu)點： 如果焊接操作已經(jīng)有焊槍，則不需要購買額外的設(shè)備進行預(yù)熱。火焰預(yù)熱也幾乎不需要操作員培訓(xùn)。
缺點： 火焰預(yù)熱的缺點包括不一致的溫度均勻性、由于過程效率低下而導(dǎo)致升溫時間較慢，以及在使用明火時產(chǎn)生的煙塵、煙霧和氣體附近工作的操作員的舒適度和安全問題?；鹧骖A(yù)熱還涉及將氣體儲存和分配到焊接單元的額外費用，并且需要人員在此過程中進行火災(zāi)監(jiān)視。Flame 每小時可消耗 40 到 60 美元的燃料。
3.電阻加熱
工作原理： 電阻加熱使用放置在基底金屬上的電加熱陶瓷墊。加熱的瓷磚通過輻射熱和傳導(dǎo)熱量將熱量傳遞給部件，其中焊盤與部件接觸。
優(yōu)點： 如果系統(tǒng)工作準確且沒有焊盤損壞，則電阻預(yù)熱可以提供溫度一致性。這也是一種可用于較大項目和零件的方法。
缺點： 使用阻力的成本可能更高，特別是因為該方法通常外包給控制時間表和時間表的第三方。它也可能很耗時——有時需要一個小時或更長時間來安排和固定加熱墊到零件上——并且所需的冷卻時間增加了設(shè)置和拆卸的時間。電阻加熱元件也需要絕緣以幫助保持熱量。絕緣和陶瓷加熱墊是昂貴的消耗品，需要偶爾更換，工作環(huán)境可能是這些易碎組件的一個問題。損壞的焊盤會導(dǎo)致零件中出現(xiàn)熱點和冷點。此外，電阻加熱元件會變得非常熱，可能對操作員構(gòu)成安全隱患，并通過增加環(huán)境溫度影響操作員的舒適度。用電阻加熱，電工和昂貴的電力下降也是必要的。在加熱循環(huán)期間，電源變成“火花發(fā)生器”，需要機械接觸器的持續(xù)維護監(jiān)督。
工作原理： 用于焊接預(yù)熱的烤箱使用對流加熱。整個零件被放置在烤箱內(nèi)進行預(yù)熱。
優(yōu)點： 因為整個零件都在烤箱內(nèi)，所以可以均勻加熱。當(dāng)必須加熱整個大零件時，或者當(dāng)操作需要一次對多個零件進行批量加熱時，這也是一個不錯的選擇。
缺點： 烤箱可能非常大并且需要連接到電源插座，因此它們通常永久安裝在一個位置并且不提供移動性。因此，必須將零件送入烤箱進行預(yù)熱，這在涉及非常大的零件時會很困難。這些系統(tǒng)通常還需要大量的電連接和系統(tǒng)，這增加了費用。此外，烤箱在使用前可能需要預(yù)熱幾個小時，它可以發(fā)出足夠的熱量來加熱烤箱周圍的區(qū)域，從而對工作人員的舒適度產(chǎn)生負面影響。外包烤箱預(yù)熱會導(dǎo)致無法控制時間表和時間表。
焊接預(yù)熱選項
許多焊接應(yīng)用--尤其是結(jié)構(gòu)建筑、石油和天然氣以及造船等行業(yè)中的關(guān)鍵焊縫，都需要預(yù)熱。最大限度地減少電弧和母材之間的溫差會降低焊接冷卻速度并降低氫氣，這兩個因素有助于降低開裂風(fēng)險和焊接失敗的可能性。
有多種焊接預(yù)熱方法可供使用。了解這些差異可以幫助您選擇最有助于優(yōu)化效率、降低成本和返工并在您的應(yīng)用中產(chǎn)生高質(zhì)量焊縫的方法。除此之外，海越還為大家總結(jié)了5個影響焊接預(yù)熱需要和降低氫裂紋風(fēng)險的因素。
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