鑄鋁電(diàn)加熱器在焊接過程(chéng)中,由於加熱和冷卻(què)的不(bú)均勻性,以及(jí)構件本身產生拘束或外加拘束,在焊接工作結束後,在構件中總會產生焊接應力。焊(hàn)接應力(lì)在構件(jiàn)中的存在,會降低焊接接頭區的實際承載能力,產生塑性變形,嚴重時,還會(huì)導致構件的破壞。有些合金鋼材料在焊接以後,其焊接接頭(tóu)會出現淬硬組織,使材料的機械性能變壞。此外,這種(zhǒng)淬硬組織在焊接應力及氫(qīng)的(de)作(zuò)用下,可能(néng)導致接頭的破壞(huài)。如(rú)果經過熱(rè)處理以後,接頭的金相組織得(dé)到改善,提高了焊接接頭的塑性、韌性,從而改善了焊接接頭的綜合機械(xiè)性能。
鑄鋁電加熱器焊前預熱的主要作用如下:
(1)預熱能減緩焊(hàn)後的(de)冷卻速度,有利於焊(hàn)縫金(jīn)屬中擴散氫的逸出,避免產生(shēng)氫致裂紋。同時也減少焊(hàn)縫及熱影(yǐng)響區的淬硬(yìng)程度,提高了焊接接頭的抗(kàng)裂性。
(2)預熱可降低焊接應(yīng)力。均(jun1)勻地局部預熱或整體預熱,可(kě)以減少焊接區域被焊(hàn)工件之間的溫度差(也稱為溫度梯度)。這樣,一方(fāng)麵(miàn)降低了焊接應力,另一方麵,降低了焊接(jiē)應變速率,有利於避免產生焊接裂紋。
(3)預熱可以降低焊(hàn)接(jiē)結構的(de)拘束度,對降低角接接頭的拘(jū)束度尤(yóu)為明(míng)顯(xiǎn),隨著(zhe)預(yù)熱溫度的提高(gāo),裂紋發生率下降(jiàng)。
鑄鋁電加熱(rè)器焊後熱處理的作用有:消除焊接產生的熱應(yīng)力、均(jun1)勻焊縫和熱(rè)影響區的組織、細化焊縫和熱影響區(qū)的晶粒、排除焊縫在焊接過程中產生的氫脆、通(tōng)過熱(rè)處理可以使焊縫金屬與母材金屬更好的融合(往往焊接用材與母(mǔ)材的鋼號不一(yī)致,通過加熱擴散,更好的結(jié)合)。
冷卻(què)水是一種廉價的冷卻劑,水蒸氣是一種廉價的載熱體,因而水冷卻器(qì)和蒸氣加熱器是化(huà)工(gōng)廠最常用的換熱設(shè)備之(zhī)一。設計水冷卻器時,必須選擇適(shì)宜的冷卻水出口溫度即平均傳熱溫差,冷卻水的出口溫度直接(jiē)關係到冷卻器的(de)大小和冷卻水的消耗量;冷(lěng)卻(què)水的出日溫度高,可(kě)節省冷卻(què)水的消耗量,但(dàn)要增加冷卻器的冷(lěng)卻(què)麵積;反之亦然。對於冷卻器和加熱器,優化(huà)計算(suàn)分別以冷卻(què)水的出口溫(wēn)度和加熱蒸(zhēng)氣的溫度為決策變量,以冷卻器和加熱(rè)器的總費用為(wéi)目(mù)標(biāo)函數,以冷卻器和加熱器總費用最小為優(yōu)化目標。