什么是焊接預熱？
焊接預熱用于幫助確保焊接質量并減少可能導致代價高昂的返工的開裂和其他問題的發生。焊接預熱通常用于焊接 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、發電廠、結構建筑、采礦、造船和重型設備應用的車間和現場焊接通常需要預熱。
預熱過程包括在焊接前將焊接接頭周圍的區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。
何時使用焊接預熱
確定焊接應用是否需要預熱取決于多種因素，包括基材的類型和厚度。它通常由所使用的焊接代碼決定。為了滿足規范的要求，工作的焊接工藝規范 (WPS) 將概述最低和最高預熱溫度以及必要的預熱持續時間。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。
焊工通常必須監控焊道之間的母材溫度，以確保材料保持在要求的范圍內。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熱，包括電磁感應加熱、明火、電阻加熱和對流烤箱。根據應用的不同，每一種都有優點和缺點。特定應用的最佳預熱方法通常取決于材料厚度、焊件尺寸、項目時間表和預算以及可用人員和專業知識。
在焊接預熱中，熱量可以直接施加在焊縫區域周圍，也可以加熱整個零件。
常見的焊接預熱方法有四種：
1.電磁感應加熱
工作原理： 感應產生磁場，在賤金屬內產生渦流，從內部加熱。感應附件，例如電纜或毯子，放置在零件上以產生磁場。
優點： 電磁感應加熱提供快速設置，通常在不到五分鐘的時間內，以及快速的溫度時間。感應產生均勻的加熱區域——即使在嚴格的溫度范圍內，也可以輕松實現并保持在溫度范圍內。該過程也非常高效，不需要人員觀看。電磁感應加熱提供安全優勢，因為輸出線圈不會變熱或為焊工創造不舒服的熱環境。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： 電磁感應加熱可能具有更高的初始成本，并且需要一些操作員培訓以確保正確的包裝技術。
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。
優點： 如果焊接操作已經有焊槍，則不需要購買額外的設備進行預熱。火焰預熱也幾乎不需要操作員培訓。
缺點： 火焰預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致升溫時間較慢，以及在使用明火時產生的煙塵、煙霧和氣體附近工作的操作員的舒適度和安全問題。火焰預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監視。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熱量將熱量傳遞給部件，其中焊盤與部件接觸。
優點： 如果系統工作準確且沒有焊盤損壞，則電阻預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，工作環境可能是這些易碎組件的一個問題。損壞的焊盤會導致零件中出現熱點和冷點。此外，電阻加熱元件會變得非常熱，可能對操作員構成安全隱患，并通過增加環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。在加熱循環期間，電源變成“火花發生器”，需要機械接觸器的持續維護監督。
工作原理： 用于焊接預熱的烤箱使用對流加熱。整個零件被放置在烤箱內進行預熱。
優點： 因為整個零件都在烤箱內，所以可以均勻加熱。當必須加熱整個大零件時，或者當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熱，這在涉及非常大的零件時會很困難。這些系統通常還需要大量的電連接和系統，這增加了費用。此外，烤箱在使用前可能需要預熱幾個小時，它可以發出足夠的熱量來加熱烤箱周圍的區域，從而對工作人員的舒適度產生負面影響。外包烤箱預熱會導致無法控制時間表和時間表。
焊接預熱選項
許多焊接應用--尤其是結構建筑、石油和天然氣以及造船等行業中的關鍵焊縫，都需要預熱。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險和焊接失敗的可能性。
有多種焊接預熱方法可供使用。了解這些差異可以幫助您選擇最有助于優化效率、降低成本和返工并在您的應用中產生高質量焊縫的方法。除此之外，海越還為大家總結了5個影響焊接預熱需要和降低氫裂紋風險的因素。
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