Подогрев перед сваркой температура

25.02.2026
Инженерные термины и определения

Подогрев перед сваркой — нагрев основного металла до заданной температуры перед выполнением сварного шва. Он снижает скорость охлаждения зоны термического влияния (ЗТВ), предотвращает образование хрупкого мартенсита и холодных трещин, ускоряет выход диффузионного водорода из шва. Температура подогрева рассчитывается по углеродному эквиваленту Сэкв с учётом толщины деталей, погонной энергии и содержания диффузионного водорода.

Зачем нужен предварительный подогрев перед сваркой

При быстром охлаждении ЗТВ в сталях с повышенным Сэкв образуются мартенситные структуры — твёрдые и хрупкие. В сочетании с диффузионным водородом и остаточными сварочными напряжениями это ведёт к холодным трещинам, нередко возникающим через 24–72 часа после сварки без видимых предвестников.

Предварительный подогрев решает три задачи: замедляет охлаждение и снижает долю мартенсита; ускоряет диффузию водорода из шва; снижает остаточные сварочные напряжения. EN 1011-2 устанавливает четыре ключевых фактора риска: углеродный эквивалент, толщина деталей, погонная энергия сварки и содержание диффузионного водорода HD в наплавленном металле.

Расчёт температуры подогрева по углеродному эквиваленту Сэкв

Формула IIW (Международного института сварки)

Для углеродистых и низколегированных сталей с содержанием углерода более 0,18% применяют формулу по МИС (IIW), принятую в EN 1011-2 (Приложение C, метод A):

Сэкв = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

Значения — массовые доли элементов в % по сертификату на конкретную плавку металла.

Для сталей с C < 0,18% и высоким легированием применяют параметр Pcm (формула Ito–Bessyo): Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B.

Пороговые значения Сэкв и температура подогрева

Ориентировочные значения для толщины 25–50 мм и содержания диффузионного водорода HD ≤ 5 мл/100 г (шкалы D–E по Таблице C.2 EN 1011-2 — низководородные расходные материалы). Для других параметров температуру определяют по расчётным диаграммам Приложения C стандарта EN 1011-2.

Углеродный эквивалент Сэкв	Группа риска	Ориентировочный подогрев
До 0,35	I — минимальный	Не требуется
0,35–0,45	II — низкий	До 100°С
0,45–0,60	III — средний	100–200°С
Свыше 0,60	IV — высокий	200–300°С и выше

Пример: сталь 09Г2С

Сталь 09Г2С (C ≈ 0,09%, Mn ≈ 1,6%): Сэкв ≈ 0,09 + 1,6/6 ≈ 0,36 — группа II. При толщине до 30 мм и низководородных электродах подогрев, как правило, не требуется. При толщинах свыше 36 мм или температуре окружающей среды ниже 0°С — рекомендуется нагрев до 50–100°С.

Когда подогрев перед сваркой обязателен

Теплоустойчивые хромомолибденованадиевые стали: для 12Х1МФ — 200–250°С, для 15Х1М1Ф — 250–300°С при любой толщине (РД 153-34.1-003-01).
Стали с Сэкв > 0,45 при толщине деталей более 10–12 мм.
Сварка при отрицательных температурах — при –10°С и ниже подогрев до 50–100°С обязателен для большинства конструкционных сталей, включая марки с Сэкв в группе I–II.
Жёсткие пространственные конструкции с высокой степенью закрепления — подогрев снижает уровень остаточных напряжений.
Ремонтная сварка деталей под давлением — по производственным инструкциям в соответствии с требованиями надзорных органов.

Методы подогрева при сварке

Газопламенный — пропановые или ацетиленовые горелки. Мобилен, применяется на монтаже и в полевых условиях. Требует контроля равномерности нагрева по всей зоне.
Индукционный — гибкий индукционный кабель оборачивают вокруг детали; нагрев вихревыми токами. Высокая равномерность, точный автоматический контроль температуры. Применяется при сварке трубопроводов в энергетике.
Электрорезистивный — нагревательные маты или ленточные резисторы крепятся на поверхность детали. Подходит для крупногабаритных конструкций и горизонтальных швов на резервуарах.
Печной — деталь целиком помещают в печь. Наиболее равномерный прогрев. Применяется в цеховых условиях при соответствии габаритов детали имеющемуся оборудованию.

Контроль температуры подогрева перед сваркой

Требования к измерению установлены в ISO 13916:2017.

Согласно ISO 13916:2017 (п. 4.1), температуру измеряют на поверхности со стороны сварщика:

— при t ≤ 50 мм: на расстоянии A = 4 × t, но не более 50 мм от продольного края разделки кромки;

— при t > 50 мм: не менее 75 мм от края разделки в любом направлении.

Измерение выполняют непосредственно перед началом каждого прохода.

Инструменты контроля: контактные термометры (погрешность ±2–5°С); термоиндикаторные мелки — пороговый контроль без числового показания; термопары с регистраторами — при индукционном и электрорезистивном нагреве, обеспечивают запись температурного цикла; тепловизоры (ИК-камеры) — оценка равномерности нагрева по поверхности, эффективны при газопламенном методе.

Межпроходная температура (Ti) — температура в зоне сварного соединения непосредственно перед выполнением каждого следующего прохода. Она не должна опускаться ниже установленной температуры предварительного подогрева. Максимальная межпроходная температура также нормируется: для аустенитных нержавеющих сталей — не выше 150°С; для теплоустойчивых хромомолибденовых сталей — до 300°С по технологической документации (EN 1011-2 Table C.5, РД 153-34.1-003-01).

Частые вопросы о подогреве перед сваркой

Почему без подогрева образуются холодные трещины?

Быстрое охлаждение ЗТВ формирует хрупкий мартенсит с твёрдостью HV 400 и выше. Диффузионный водород накапливается в зонах растягивающих напряжений и через 24–72 часа вызывает замедленное растрескивание. Подогрев снижает долю мартенсита и ускоряет выход водорода до безопасного уровня.

Где взять данные для расчёта углеродного эквивалента?

Содержание элементов (C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu) берут из сертификата качества на конкретную плавку металла. Использование номинальных значений из стандартов допускается только как оценочный расчёт.

Нужен ли подогрев при сварке аустенитной нержавеющей стали?

Аустенитные стали типа 12Х18Н10Т предварительного подогрева не требуют. Межпроходная температура свыше 150°С увеличивает риск межкристаллитной коррозии — сенситизации по границам зёрен. Требования к подогреву мартенситных и ферритных нержавеющих сталей установлены в EN 1011-3.

На каком расстоянии от шва измеряют температуру подогрева?

По ISO 13916:2017: при t ≤ 50 мм — на расстоянии A = 4 × t (не более 50 мм) от края разделки; при t > 50 мм — не менее 75 мм. Измерение — непосредственно перед каждым проходом.

Что будет, если пропустить предварительный подогрев?

Твёрдость ЗТВ может достигать HV 400 и более. В условиях остаточных напряжений и водорода это ведёт к холодным трещинам — нередко скрытым, обнаруживаемым лишь при контроле или при разрушении конструкции.

Заключение

Предварительный подогрев перед сваркой — инженерный инструмент управления микроструктурой металла. Температура рассчитывается по углеродному эквиваленту Сэкв с учётом толщины деталей, погонной энергии и водорода. Нормативная база: EN 1011-2 (методика расчёта) и ISO 13916:2017 (контроль температуры). Соблюдение режима подогрева предотвращает холодные трещины и обеспечивает расчётный ресурс сварного соединения.

Статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Конкретные режимы предварительного подогрева для ответственных конструкций определяются технологической документацией, разработанной аттестованными специалистами в соответствии с действующими нормативными документами. Автор не несёт ответственности за технические решения, принятые на основании данного материала.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.

Задать вопрос

Подшипники SKF -15%!

Каталог 2025