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(jià)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(gè)零件加熱到指定的溫度。這會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)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(yàn)證工具包括蠟筆、熱電偶、紅外溫度計(jì)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(duì)流烤箱。根據(jù)應(yīng)用的不同，每一種都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。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(xiàng)目時(shí)間表和預(yù)算以及可用人員和專業(yè)知識(shí)。
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(gè)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(diǎn)： 電磁感應(yīng)加熱提供快速設(shè)置，通常在不到五分鐘的時(shí)間內(nèi)，以及快速的溫度時(shí)間。感應(yīng)產(chǎn)生均勻的加熱區(qū)域——即使在嚴(yán)格的溫度范圍內(nèi)，也可以輕松實(shí)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?yàn)檩敵鼍€圈不會(huì)變熱或?yàn)楹腹?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(jìn)行局部加熱。
缺點(diǎn)： 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?xì)夂蛪嚎s空氣炬（有時(shí)稱為玫瑰花蕾）將火焰直接施加到金屬部件上。
優(yōu)點(diǎn)： 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(jìn)行預(yù)熱?；鹧骖A(yù)熱也幾乎不需要操作員培訓(xùn)。
缺點(diǎn)： 火焰預(yù)熱的缺點(diǎn)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(shí)間較慢，以及在使用明火時(shí)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(chǔ)存和分配到焊接單元的額外費(fèi)用，并且需要人員在此過程中進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)視。Flame 每小時(shí)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(diǎn)： 如果系統(tǒng)工作準(zhǔn)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(xiàng)目和零件的方法。
缺點(diǎn)： 使用阻力的成本可能更高，特別是因?yàn)樵摲椒ㄍǔＭ獍o控制時(shí)間表和時(shí)間表的第三方。它也可能很耗時(shí)——有時(shí)需要一個(gè)小時(shí)或更長時(shí)間來安排和固定加熱墊到零件上——并且所需的冷卻時(shí)間增加了設(shè)置和拆卸的時(shí)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(gè)問題。損壞的焊盤會(huì)導(dǎo)致零件中出現(xiàn)熱點(diǎn)和冷點(diǎn)。此外，電阻加熱元件會(huì)變得非常熱，可能對(duì)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(jī)械接觸器的持續(xù)維護(hù)監(jiān)督。
工作原理： 用于焊接預(yù)熱的烤箱使用對(duì)流加熱。整個(gè)零件被放置在烤箱內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱。
優(yōu)點(diǎn)： 因?yàn)檎麄€(gè)零件都在烤箱內(nèi)，所以可以均勻加熱。當(dāng)必須加熱整個(gè)大零件時(shí)，或者當(dāng)操作需要一次對(duì)多個(gè)零件進(jìn)行批量加熱時(shí)，這也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
缺點(diǎn)： 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(gè)位置并且不提供移動(dòng)性。因此，必須將零件送入烤箱進(jìn)行預(yù)熱，這在涉及非常大的零件時(shí)會(huì)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(fèi)用。此外，烤箱在使用前可能需要預(yù)熱幾個(gè)小時(shí)，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(duì)工作人員的舒適度產(chǎn)生負(fù)面影響。外包烤箱預(yù)熱會(huì)導(dǎo)致無法控制時(shí)間表和時(shí)間表。
焊接預(yù)熱選項(xiàng)
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(huì)降低焊接冷卻速度并降低氫氣，這兩個(gè)因素有助于降低開裂風(fēng)險(xiǎn)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(gè)影響焊接預(yù)熱需要和降低氫裂紋風(fēng)險(xiǎn)的因素。
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