Tại sao phải gia nhiệt (Xử lý nhiệt) trước khi hàn

Gia nhiệt (Xử lý nhiệt) trước khi hàn

là quá trình nung nóng phần kim loại cơ bản bao gồm toàn bộ hoặc một phần vùng kim loại mối hàn, đến một nhiệt độ gia nhiệt trước khi hàn. Có thể tiếp tục sử dụng nung nóng trong quá trình hàn, tuy nhiệt nhiệt độ nguồn nhiệt hàn thường xuyên được tiếp nối nên đủ cho nhiệt độ mong muốn, Nhiệt độ giữa các lớp hàn nghĩa là nhiệt độ giữa các lớp hàn đầu tiên và cuối cùng không thể giảm xuống dưới nhiệt độ gia nhiệt trước khi hàn. Gia nhiệt trước khi hàn có thể có nhiều tác dụng có lợi, Tuy nhiên với sự không hiểu biết đầy đủ có thể lãng phí tiền bạc hoặc tệ hơn nữa là tác động xấu đến mối hàn
Tại sao phải gia nhiệt (Xử lý nhiệt) trước khi hàn lại quan trọng như vậy? 
Có 4 lý do phải áp dụng gia nhiệt trước khi hàn:
1) Làm giảm hiệu xuất mất nhiệt giữa mối hàn và kim loại cơ bản, Cấu trúc kim loại dễ uốn hơn và có thể đề kháng với nứt.
2) Tốc độ nguội chậm làm cho Hydro có thời gian để khuếch tán ra ngoài và không gây nứt.
3) Giảm ứng suất co ngót giữa kim loại đắp và kim loại cơ bản tiếp giáp, trong đó đặt biệt quan trọng với các kim loại có cơ tính cao.
4) Giảm hiện tượng nứt giòn trong khi hàn.
Ngoài ra gia nhiệt trước khi hàn có thể sử dụng để đảm bảo tính chất cơ học cụ thể, chẳng hạn như độ dẻo dai.

Khi nào gia nhiệt (Xử lý nhiệt) trước khi hàn có thể sử dụng? 
- Việc xác định có hay không gia nhiệt trước khi hàn thì phải cần xem xét một loạt các yếu tố: Tiêu chuẩn áp dụng, độ dày kim loại cơ bản, thành phần hóa học của kim loại cơ bản, nhiệt độ môi trường xung quanh, ứng suất, khả năng nứt nóng và ảnh hưởng sự khuếch tán Hydro.
- Khi các tiêu chuẩn có yêu cầu thì sẽ đưa ra nhiệt độ tối thiểu khi gia nhiệt với kim loại cơ bản và độ dày yêu cầu.  Giá trị tối thiểu này phải đạt được với bất kỳ sự thay đổi về thành phần hóa học và hạn chế gặp phải. Và nó có thể tăng nên nếu cần thiết.
   Nói chung gia nhiệt trước khi hàn là không cần thiết với thép các bon thấp chiều dày nhỏ hơn 25mm. Tuy nhiên khi thành phần cac bon tăng lên, mức độ khuếch tán hydro kém, độ dày tăng lên thì nhu cầu về gia nhiệt trước khi hàn cũng tăng lên.

Nhiệt độ gia nhiệt(Xử lý nhiệt) trước khi hàn là bao nhiêu?
 

- Nhiệt độ gia nhiệt trước khi hàn thường xác định giá trị tối thiểu để có thể ngăn cản nứt trong mọi trường hợp. Ví dụ với vật liệu  ASTM A572 Gr50-A36  độ dày 100mm thì nhiệt độ nung nóng sơ bộ theo tiêu chuẩn AWS D1.1 107 ° C tuy nhiên theo quy định AISC LRFD J2. 8 thì nhiệt độ nung nóng sơ bộ của vật liệu yêu cầu là 175 ° C

- Với tùy từng loại tiêu chuẩn khác nhau thì yêu cầu về gia nhiệt mối hàn cũng khác nhau.

Ứng dụng gia nhiệt (xử lý nhiệt) trước khi hàn như thế nào? 

- Phương pháp gia nhiệt xử lý nhiệt trước khi hàn được ứng dụng với các loại thép có chiều dày lớn.

- Sử dụng với các loại thép có độ bền cao.

- Sử dụng trong các ngành công nghiệp như đóng tàu, xây dựng nhà máy nhiệt điện, xây lắp chế tạo thiết bị trong nhà máy lọc hóa dầu, các nhà máy thủy điện....

Phương pháp nào được sử dụng để gia nhiệt (xử lý nhiệt mối hàn) trước khi hàn.

Tùy thuộc vào độ dày vật liệu, kích thước của các kết cấu hàn và thiết bị sẵn có để xem xét lựa chọn một phương pháp. Ví dụ với vật hàn có kích thước nhỏ có thể dùng lò sấy, với vật liệu có kích thước lớn thì áp dụng gia nhiệt bằng mỏ gia nhiệt gas, hoặc thiết bị xử lý nhiệt mối hàn .

Phương pháp gia nhiệt sử dụng Gas oxy:

Sử dụng mỏ gia nhiệt bằng Gas oxy có sẵn trong công trường hoặc nhà máy để nung nóng vật cần gia nhiệt.

• Chi phí gia nhiệt rẻ
• Thiết bị sẵn có.
• Thời gian gia nhiệt lâu
• Khó kiểm soát nhiệt độ
• có thể gây biến cứng bề mặt.

Phương pháp gia nhiệt sử dụng máy xử lý nhiệt mối hàn:

Phương pháp này sử dụng nguồn gia nhiệt bằng điện được điều khiển qua thiết bị điều khiển nhiệt độ khống chế nhiệt độ gia nhiệt :

• Chi phí cao
• Thời gian gia nhiệt nhanh.
• Áp dụng khi hàn ngoài công trường có gió hoặc trên cao như các công trình xây nhà cao tầng.
• Gia nhiệt được các vật siêu trường siêu trọng.
• Kiểm soát được nhiệt độ chính xác

 
Khi gia nhiệt với các liên kết hàn thì tiêu chuẩn AWS D1.1 có quy định nhiệt độ gia nhiệt tối thiểu phải được thiết lập ở khoảng cách bằng với chiều dày lớn nhất và không nhỏ hơn 75mm trong tất cả các hướng từ điểm hàn. Và gia nhiệt trước khi hàn được khuyến khích áp dụng ở phía bên đối diện phần hàn để thực hiện đo kiểm ở bề mặt hàn. 

Kết luận: 
Gia nhiệt trước khi hàn có thể ngăn ngừa được nứt nóng, đảm bảo tính chất cơ học mối nối như độ dẻo dai, 
Áp dụng gia nhiệt trước khi hàn khi có yêu cầu của tiêu chuẩn, vật liệu cơ bản, chiều dày, .. 
Nhiệt độ gia nhiệt trước khi hàn cũng áp dụng theo tùy từng tiêu chuẩn cụ thể và tính toán chuyên sâu.
Gia nhiệt có thể dùng mỏ gia nhiệt bằng Gas hoặc hoặc thiết bị xử lý nhiệt .