预处理对钢材的焊接性能有着至关重要的影响,主要体现在预热和焊后热处理两个方面。
预热的作用
预热是指在焊接前对钢材进行加热,以达到一定的温度。预热的主要作用包括:
减缓焊后的冷却速度:预热能够减缓焊缝金属在焊接后的冷却速度,这有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,避免产生氢致裂纹。同时,它还能减少焊缝及热影响区的淬硬程度,从而提高焊接接头的抗裂性。
降低焊接应力:通过均匀的局部或整体预热,可以缩小焊接区域与被焊工件之间的温度差异,降低温度梯度。这有助于减少焊接应力,降低焊接应变速率,从而进一步避免焊接裂纹的产生。
降低焊接结构的拘束度:预热对于降低焊接结构的拘束度也大有裨益,特别是对于降低角接接头的拘束度效果明显。随着预热温度的提升,裂纹的发生率会明显下降。
预热温度和层间温度的选择需要根据钢材和焊条的化学成分、焊接结构的刚性、焊接方法以及环境温度等多种因素综合考虑。同时,预热温度在钢材板厚方向和焊缝区域的均匀性也非常重要,以确保更大限度地降低焊接应力。
焊后热处理的作用
焊后热处理是指在焊接完成后对焊缝及附近区域进行的加热和冷却处理。焊后热处理的主要目的包括:
消氢:焊后消氢处理是在焊接完成后立即进行的一种低温热处理,其目的是加速焊缝及热影响区中氢的逸出,从而有效防止低合金钢焊接时的裂纹产生。
消除焊接应力:消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下屈服强度下降,从而达到松弛焊接应力的目的。常用的消应力方法包括整体高温回火和局部高温回火。
改善焊缝组织和综合性能:焊后热处理还可以改善焊缝的金相组织,提升焊接接头的塑性和韧性,进而全面提升焊接接头的综合机械性能。
总的来说,预处理中的预热和焊后热处理都是确保钢材焊接质量的重要环节。它们通过减缓冷却速度、降低焊接应力和拘束度、消氢、消除焊接应力以及改善焊缝组织和综合性能等方式,明显提高钢材的焊接性能。