鋼結(jié)構(gòu)加工焊前預(yù)熱與焊后熱處理的重要性

鋼結(jié)構(gòu)是由鋼材組成的結(jié)構(gòu)，是建筑結(jié)構(gòu)的主要類型之一。接下來，我們來談?wù)?a href="/" target="_blank">鋼結(jié)構(gòu)加工焊前預(yù)熱和焊后熱處理有多重要。

鋼結(jié)構(gòu)焊前預(yù)熱。

焊前預(yù)熱對保證焊接質(zhì)量非常重要。重要構(gòu)件的焊接、合金鋼的焊接和厚部件的焊接都需要焊前預(yù)熱。焊前預(yù)熱的主要作用如下：

1)預(yù)熱可以減緩焊后的冷卻速度，有利于擴(kuò)散氫在焊縫金屬中的逸出，避免氫裂紋。同時，降低了焊縫和熱影響區(qū)的硬化程度，提高了焊接接頭的抗裂性。

預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力。均勻的局部預(yù)熱或整體預(yù)熱可以降低焊接區(qū)域焊接工件之間的溫差(也稱為溫度梯度)。這樣，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面降低了焊接應(yīng)變速率，有利于避免焊接裂紋。

3)預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的約束，尤其是角接頭的約束。隨著預(yù)熱溫度的升高，裂紋的發(fā)生率降低。

預(yù)熱溫度和層間溫度的選擇不僅與鋼材和焊條的化學(xué)成分有關(guān)，還與焊接結(jié)構(gòu)的剛度、焊接方法和環(huán)境溫度有關(guān)。此外，預(yù)熱溫度在鋼板厚度方向和焊縫區(qū)域的均勻性對降低焊接應(yīng)力有重要影響。局部預(yù)熱的寬度應(yīng)根據(jù)焊接工件的約束程度確定，一般應(yīng)為焊接區(qū)域周圍壁厚的三倍，不少于150-200mm。若預(yù)熱不均勻，不但不會降低焊接應(yīng)力，反而會增加焊接應(yīng)力。

鋼結(jié)構(gòu)加工焊后熱處理。

焊后熱處理的目的有三個：消除氫氣，消除焊接應(yīng)力，改善焊縫組織和綜合性能。

焊后消氫處理是指焊接完成后，焊縫未冷卻至100℃以下的低溫?zé)崽幚?。一般?guī)范是加熱到200~350℃，保溫2-6小時。焊后消氫處理的主要作用是加速焊縫和熱影響區(qū)的氫氣逸出，對防止低合金鋼焊接時焊接裂紋有顯著作用。

在焊接過程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及構(gòu)件本身的約束或額外約束，焊接工作結(jié)束后，構(gòu)件中總會產(chǎn)生焊接應(yīng)力。構(gòu)件中焊接應(yīng)力的存在，會降低焊接接頭區(qū)域的實(shí)際承載能力，成塑性變形，嚴(yán)重時還會造成構(gòu)件損壞。

消應(yīng)力熱處理是降低焊接工件在高溫下的屈服強(qiáng)度，從而達(dá)到放松焊接應(yīng)力的目的。常用的方法有兩種:一種是整體高溫回火，即將焊件整體放入加熱爐中，慢慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時間，最后在空氣或爐中冷卻。這種方法可以消除80%-90%的焊接應(yīng)力。另一種方法是局部高溫回火，即只加熱焊縫及其附近區(qū)域，然后慢慢冷卻，降低焊接應(yīng)力峰值，使應(yīng)力分布相對平緩，從而部分消除焊接應(yīng)力。

一些合金鋼材料焊接后，焊接接頭會出現(xiàn)硬化結(jié)構(gòu)，使材料的力學(xué)性能變差。此外，這種淬硬組織在焊接應(yīng)力和氫的作用下可能會損壞接頭。熱處理后，接頭的金相組織得到改善，焊接接頭的塑性和韌性得到提高，焊接接頭的綜合力學(xué)性能得到提高。