什么是焊接预热？
焊接预热用于帮助确保焊接质量并减少可能导致代价高昂的返工的开裂和其他问题的发生。焊接预热通常用于焊接 1 英寸或以上厚的钢或钢合金管或板。石油和天然气、传输管道、发电厂、结构建筑、采矿、造船和重型设备应用的车间和现场焊接通常需要预热。
预热过程包括在焊接前将焊接接头周围的区域或整个零件加热到指定的温度。这会降低焊缝的冷却速度并驱除水分，从而有助于防止氢气积聚和开裂的可能性。
何时使用焊接预热
确定焊接应用是否需要预热取决于多种因素，包括基材的类型和厚度。它通常由所使用的焊接代码决定。为了满足规范的要求，工作的焊接工艺规范 (WPS) 将概述最低和最高预热温度以及必要的预热持续时间。通常，在开始焊接之前，零件必须保持在特定温度范围内一段时间——例如在华氏 250 度到 400 度之间保持 30 分钟。
焊工通常必须监控焊道之间的母材温度，以确保材料保持在要求的范围内。常见的温度验证工具包括蜡笔、热电偶、红外温度计和热像仪。
几种方法可用于焊接预热，包括电磁感应加热、明火、电阻加热和对流烤箱。根据应用的不同，每一种都有优点和缺点。特定应用的最佳预热方法通常取决于材料厚度、焊件尺寸、项目时间表和预算以及可用人员和专业知识。
在焊接预热中，热量可以直接施加在焊缝区域周围，也可以加热整个零件。
常见的焊接预热方法有四种：
1.电磁感应加热
工作原理： 感应产生磁场，在贱金属内产生涡流，从内部加热。感应附件，例如电缆或毯子，放置在零件上以产生磁场。
优点： 电磁感应加热提供快速设置，通常在不到五分钟的时间内，以及快速的温度时间。感应产生均匀的加热区域——即使在严格的温度范围内，也可以轻松实现并保持在温度范围内。该过程也非常高效，不需要人员观看。电磁感应加热提供安全优势，因为输出线圈不会变热或为焊工创造不舒服的热环境。该工艺还提供了加热许多不同尺寸和形状的零件的灵活性，并在零件所在的位置进行局部加热。
缺点： 电磁感应加热可能具有更高的初始成本，并且需要一些操作员培训以确保正确的包装技术。
2.明火
工作原理： 操作员使用燃气和压缩空气炬（有时称为玫瑰花蕾）将火焰直接施加到金属部件上。
优点： 如果焊接操作已经有焊枪，则不需要购买额外的设备进行预热。火焰预热也几乎不需要操作员培训。
缺点： 火焰预热的缺点包括不一致的温度均匀性、由于过程效率低下而导致升温时间较慢，以及在使用明火时产生的烟尘、烟雾和气体附近工作的操作员的舒适度和安全问题。火焰预热还涉及将气体储存和分配到焊接单元的额外费用，并且需要人员在此过程中进行火灾监视。Flame 每小时可消耗 40 到 60 美元的燃料。
3.电阻加热
工作原理： 电阻加热使用放置在基底金属上的电加热陶瓷垫。加热的瓷砖通过辐射热和传导热量将热量传递给部件，其中焊盘与部件接触。
优点： 如果系统工作准确且没有焊盘损坏，则电阻预热可以提供温度一致性。这也是一种可用于较大项目和零件的方法。
缺点： 使用阻力的成本可能更高，特别是因为该方法通常外包给控制时间表和时间表的第三方。它也可能很耗时——有时需要一个小时或更长时间来安排和固定加热垫到零件上——并且所需的冷却时间增加了设置和拆卸的时间。电阻加热元件也需要绝缘以帮助保持热量。绝缘和陶瓷加热垫是昂贵的消耗品，需要偶尔更换，工作环境可能是这些易碎组件的一个问题。损坏的焊盘会导致零件中出现热点和冷点。此外，电阻加热元件会变得非常热，可能对操作员构成安全隐患，并通过增加环境温度影响操作员的舒适度。用电阻加热，电工和昂贵的电力下降也是必要的。在加热循环期间，电源变成“火花发生器”，需要机械接触器的持续维护监督。
工作原理： 用于焊接预热的烤箱使用对流加热。整个零件被放置在烤箱内进行预热。
优点： 因为整个零件都在烤箱内，所以可以均匀加热。当必须加热整个大零件时，或者当操作需要一次对多个零件进行批量加热时，这也是一个不错的选择。
缺点： 烤箱可能非常大并且需要连接到电源插座，因此它们通常永久安装在一个位置并且不提供移动性。因此，必须将零件送入烤箱进行预热，这在涉及非常大的零件时会很困难。这些系统通常还需要大量的电连接和系统，这增加了费用。此外，烤箱在使用前可能需要预热几个小时，它可以发出足够的热量来加热烤箱周围的区域，从而对工作人员的舒适度产生负面影响。外包烤箱预热会导致无法控制时间表和时间表。
焊接预热选项
许多焊接应用--尤其是结构建筑、石油和天然气以及造船等行业中的关键焊缝，都需要预热。最大限度地减少电弧和母材之间的温差会降低焊接冷却速度并降低氢气，这两个因素有助于降低开裂风险和焊接失败的可能性。
有多种焊接预热方法可供使用。了解这些差异可以帮助您选择最有助于优化效率、降低成本和返工并在您的应用中产生高质量焊缝的方法。除此之外，JN江南还为大家总结了5个影响焊接预热需要和降低氢裂纹风险的因素。
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