预热和后热温度的计算

2.3焊接输入能量的确定

2.3.1预热温度的确定

适当的提高预热温度，可以减小焊缝金属的应变率，从而降低热裂纹的倾向。但是如果预热温度过高，一方面恶化了劳动条件；另一方面在局部预热的条件下，由于产生附加应力，反而会加剧冷裂纹的产生。因此必须选择最合适的预热温度。

预热温度主要取决于一下几个因素：

(1) 材料的淬硬性倾向（碳当量Ceq）越大，预热温度越高；

(2) 焊接的冷却速度越快，预热温度越高；

(3) 预热温度随拘束度的增加而提高；

(4) 含氢量越高，裂纹产生的倾向越大；

(5) 焊后不进行热处理时，预热温度应该偏高一些。

低合金钢的预热温度可以使用下面的公式进行粗略的计算：

Hh60600

PCPCM其中，

PCMCSiMnCuNiCrMoV0.551.60.155B0.20.28730302060201510303010 选取：

熔敷金属的含氢量为1-1.5cm3/100g，得到：

1.51000.47960600

PC0.287T01440PC396293℃

根据施工经验，中厚板（≥40mm）Q345C的预热温度一般设定为100-150℃。在生产条件许可的范围内，考虑以上五个主要影响因素，最终确定预热温度为150℃。

2.3.2后热温度确定

热轧正火钢一般不需要后热处理。但及时的后热处理可以有效地防止冷裂纹；且后热与预热相比，不会产生附加应力、不会使劳动条件恶化、比预热更便于施工。因此，本工艺试验进行后热处理。

根据裂纹产生机理，延迟裂纹发生在一定温度区间之内，高于其上限或者低于其下限，都不会产生冷裂纹，这个温度区间的上限就是后热温度的下限。

根据经验公式：后热温度

TP(oC)455.5[Ceq]p111.4

C其中：

eqpC0.2033Mn0.0473Cr0.1228Mo0.0292Ni0.0359Cu

0.0792Si1.595P1.692S0.844V

=0.20+0.2033×1.6-0.0792×0.55-1.595×0.035

+1.692×0.035+0.844×0.15

=0.611715

ooT(C)455.50.611715111.4167C P从而

为了保证母材本身的性能，后热温度必须小于母材本身的回火温度。Q345C高温回火的温度约为500-600℃。

根据以上理论及计算结果，在生产条件允许的条件下，确定后热温度为200℃。

2.3.3最佳焊接线能量的确定

适当提高焊接线能量既可以降低热烈问的倾向，又可以提高t8/5和t100，减少冷裂倾向。但是线能量过大，会引起热影响区过热而使晶粒粗大，降低接头的抗裂性能。选择最佳的焊接线能量是保证构件焊接质量的关键。

根据Q345C钢材的CCT图确定T8/5的临界值为：(T8/5）max=49s, (T8/5）min=24s。根据经验公式，100mm厚板钢板的埋弧焊焊接t8/5与E之间的关系为：

t8/5950E0.952110012hh2202600150[1tg]TT021tg13

KEn1.186104E0.95

上式中，K为焊接线能量系数，取值950；n为焊接线能量指数，取值0.95；T为冷却区间的温度特征值，取值600℃；T0为被焊件的初始温度，取值150℃；h为板厚，取值为100mm；h0为板厚补偿项，取值为12；α为板厚修正系数，取值为3；β为接头系数，取值为2。

即有：

24st5/81.186104E0.9549s

最终得到线能量最佳范围的计算结果为：34110J/cmE72306J/cm

因此，在实际焊接过程中，为了降低淬硬倾向，防止冷裂纹的产生，焊接线能量应控制在34—40KJ/cm的最佳范围内。