Какво представлява топлинната обработка след заваряване?

Топлинната обработка след заваряване (PWHT), по-често наричана с абревиатурата си, намалява и преразпределя остатъчните напрежения, създадени по време на заваряването. PWHT е съществена стъпка в подготовката на материалите за дълготрайна употреба при взискателни условия на натоварване.

PWHT може също така да предотврати водородното крехкост, един от основните източници на корозионно напукване под напрежение в заварени стоманени конструкции.

Отгряване

Отгряването се използва за подобряване на физическите свойства на зоните на топлинно въздействие на заваръчния шев (ЗТШ). По време на заваряване високите температури могат да причинят утаяване на компоненти на стоманените сплави, като например въглерод, в преципитати, които стават крехки или податливи на корозия; отгряването намалява тези ефекти, като връща материала на HAZ към първоначалните му свойства и по този начин осигурява по-добри физични свойства около заварената HAZ.

Отгряването често се използва за обръщане на ефекта от работното втвърдяване, което може да се развие по време на процесите на студено формоване, като валцуване, коване и огъване на метали. Отгряването прави метала по-еластичен, така че да може да се формова, без да се напуква при натоварване.

Нормализирането включва нагряване на метала до определена температура за продължителен период от време, задържане на температурата, докато скоростта на охлаждане се забави, след което отново се охлажда бавно. Подобно на отгряването, нормализирането може да повиши пластичността и едновременно с това да намали твърдостта; за разлика от отгряването обаче при този метод на термична обработка съставът на метала остава непроменен. И двете техники могат да бъдат оптимизирани за намаляване на напрежението чрез избор на подходящи температури, използване на подходящо оборудване/съоръжения и наблюдение на температурите/скоростите на охлаждане, като същевременно се прилагат практики за контрол и осигуряване на качеството.

Нормализиране на

Нормализирането е грубо и основно коригиране на атомната/кристалната структура на метала с цел подобряване на механичните му свойства, премахване на вътрешните напрежения и неправилните структури на зърната, причинени от студена обработка или други процеси, което прави метала по-формоустойчив, обработваем и способен да издържа на напрежения на опън по време на употреба.

Термичната обработка на стоманени изделия обикновено включва повишаване на температурата им малко над горната критична точка (която варира в зависимост от вида и състава на метала), след което се накисват при тази максимална температура за период от време, който зависи от размера и дебелината на обработваното сечение - обикновено 1 час на инч от дебелината на напречното сечение.

Въздушното нормализиране, друга разновидност на този процес, извършва същите стъпки като пълното нормализиране, но позволява на материала да се охлажда бавно в неподвижен въздух, вместо да се закалява веднага, като по този начин се постига по-голяма твърдост и по-фина зърнена структура, отколкото би се постигнало при бързо охлаждане.

Загрейте

Предварителното нагряване е важна стъпка, която намалява риска от повреда по време на заваряването и помага да се избегне скъпоструваща преработка. Като забавя скоростта на охлаждане на заварките и укрепва структурата им срещу напукване, предварителното нагряване намалява риска, като същевременно намалява наличието на водород след заваряването.

Кодексите и спецификациите на процедурите за заваряване обикновено посочват дали е необходимо предварително нагряване и препоръчват желаната температура на предварително нагряване. Най-общо казано, по-дебелите материали или тези, които съдържат високи въглеродни еквиваленти, изискват по-високи температури на подгряване, отколкото тънките.

Съществуват различни методи за извършване на предварително загряване, като например нагряване с горелка, съпротивително нагряване или пещ. Всеки метод има своите предимства и недостатъци. При избора на подходящ метод за вашия проект се консултирайте със специалист. Изборът на неправилна техника може да доведе до термичен шок, дефекти на заваръчния шев или повреда на материала, изискваща последваща топлинна обработка на заваръчния шев - което не е идеално.

Сушене

Заваряването превръща металите в трайни структури, но екстремната топлина може да доведе до вътрешни напрежения и фини структурни деформации, които, ако не бъдат взети мерки, могат да отслабят компонентите ви с течение на времето. Извършването на PWHT след вашия проект за заваряване може да помогне за решаването на тези проблеми и да гарантира, че вашите части отговарят или надхвърлят индустриалните стандарти.

Освобождаването от напрежения е често срещана термична обработка след заваряване, използвана за стоманени изделия, която включва нагряване на метала до определени температури и задържане за определен период от време, за да се освободят равномерно вътрешните напрежения по цялата му повърхност и да се намали рискът от крехко счупване и да се подобри толерантността към деформации по време на обработка и обслужване. Този процес е доказал своята безценност.

Отгряването с разтвор на неръждаеми стомани може да помогне да се възстанови тяхната устойчивост на корозия и да се отстранят хромовите карбиди, които се образуват по време на заваряване, като по този начин се изпълнят или надминат строгите промишлени спецификации и се издържа на строги условия. За да се постигне прецизен контрол на температурата по време на този процес, може да са необходими усъвършенствано оборудване и съоръжения, за да се постигнат скорости на нагряване, накисване и охлаждане, които отговарят на очакванията или ги надхвърлят.