第二节预热法

第二节　预热法

预热作为防止焊接区产生淬硬组织，减小焊接应力与变形的措施，不仅在焊接合金钢时采用，在焊接普低碳钢时也采用。为了确定预热对焊接应力和变形的影响，首先必须区别的是，对焊件全部均匀加热还是只在焊接边缘的局部预热。

全部预热的影响是在焊接时焊件上所有各点比在不预热时具有更高的温度，高出的温度值等于预热的温度。

在未预热时所得到的变形与预热到100℃时的变形比较，后者的变形小，在减小残余变形方面，预热到200℃有更明显的影响。

在局部加热时，预热的效果与附加热源的强度及位置有关，基本原则是使沿垂直于焊缝中心线的截面内温度的分布尽可能较均匀，因此在焊接边缘进行预热是不妥当的，而应离开焊接边缘40～70mm，如图5-10所示。

图5-10　局部预热的位置

图5-11　拉伸法、预热法示意图

1—楔形夹头；2—框架；3—壁板；4—加热器；5—石棉；6—底座

值得一提的是，预热可以有效地减小角焊缝的角变形，而且，底板背面预热比正面预热对减小角变形有更大的效果。因为角焊缝是在底板的正面，所以背面预热会更有效地使沿板厚方向的温度分布趋于均匀化，从而使底板正面和背面的横向收缩量相差不大，从而产生的角变形较小。

预热法通常结合拉伸法应用在控制薄板焊接时产生的平面外变形（压曲变形）。

拉伸矫直法（图5-11（a））是用机械方法将被焊壁板进行拉伸，使壁板伸长，与此同时将壁板焊到结构的框架上。焊完后，去掉拉伸载荷。此时，壁板的收缩受到被焊框架的拘束，从而在壁板上只有小量的平面外变形产生，这时，在焊后壁板内存有残余拉伸应力，而在框架内则存有残余压应力。显然，这种方法对减小焊接薄板的压曲变形具有良好的效果，所以在焊接壁板结构时常被采用。例如，在火车车厢的生产中，经常要将薄板焊到刚性的框架上，采用此种方法焊接，将会得到优质结构。

加热矫直法（图5-11（b））是在壁板焊到框架之前，先被加热到预定的温度。换言之，壁板在焊前通过预先加热使其伸长，以代替拉伸法中用机械拉伸使壁板伸长，随即将壁板焊到框架上。焊完后，壁板的收缩受到未预热框架的刚性拘束，从而使壁板受到拉伸，致使平面外变形减小。与拉伸矫直法相同，在壁板和框架内分别保持有残余拉伸应力和残余压应力。

拉伸加热矫直法（图5-11（c））是同时采用机械拉伸和预先加热来使壁板伸长，然后再将其焊到框架上，其效果与上述两种方法类同，同样能得到优质的焊接框架壁板结构，可以大大地减小壁板平面外变形。而且随着预拉伸应力值的增加，为减小变形所需要的预热量随之相应减小。