焊接过程中预热、后热及焊后热处理

焊接过程中预热、后热及焊后热处理

焊接过程中的预热、后热及焊后热处理是改善焊接接头性能、减少缺陷的重要工艺措施,三者目的、应用范围及操作方法存在差异,具体如下

目的

降低焊后冷却速度,减少淬硬倾向,防止裂纹产生。

减小热影响区的温度梯度,降低焊接应力。

应用范围

适用于淬硬倾向较大的钢材(如高碳钢、合金钢),但铬镍奥氏体不锈钢禁止预热。

预热参数需综合钢材成分、厚度、结构刚性、接头形式、焊接材料、方法及环境因素确定,并通过可焊性试验验证。

加热范围:坡口两侧75~100mm内保持均热,测温点位于均热区边缘;对接接头每侧加热宽度≥板厚的5倍。

定义焊后立即对焊件保温缓冷,减缓焊缝及热影响区冷却速度,作用与预热类似。

消氢处理(关键操作)

工艺参数:焊后加热至250~350℃,保温2~6小时后空冷。

目的:加速氢逸出,降低焊缝及热影响区含氢量,防止冷裂纹。

应用场景:焊件无法立即进行焊后热处理但需及时除氢时。

定义将焊件整体或局部加热至特定温度后保温,再炉冷或空冷的处理方法。

作用

降低焊接残余应力,软化淬硬部位。

改善焊缝及热影响区组织性能,提升接头塑性与韧性。

稳定结构尺寸,减少变形。

常用方法

整体加热处理

焊件置于加热炉中整体处理,进炉/出炉温度≤300℃。

300℃以下加热/冷却速度与板厚相关,需符合标准要求:

厚壁容器加热/冷却速度为50~150℃/h,炉内最大温差≤50℃;分段处理时重叠加热部分≥1.5m。

局部热处理

适用于长尺寸但形状规则的筒形容器、管件,需保证焊缝两侧足够加热宽度。

筒体加热宽度与半径、壁厚相关,计算公式如下:

示例:直径1200mm、壁厚24mm的筒体环焊缝局部处理时,需以焊缝为中心600mm范围内加热至规定温度。

适用场景

母材强度高、延迟裂纹倾向大的普通低合金钢。

低温下工作的压力容器(尤其脆性转变温度以下)。

承受交变载荷、需高疲劳强度的构件。

大型受压容器或要求几何尺寸稳定的结构。

存在应力腐蚀风险的焊接结构。