Co je tepelné zpracování po svařování?

Tepelné zpracování po svařování (PWHT), častěji označované zkratkou PWHT, snižuje a přerozděluje zbytková napětí vzniklá při svařování. PWHT je zásadním krokem při přípravě materiálů na celoživotní používání v náročných zátěžových podmínkách.

PWHT může také zabránit vodíkové křehkosti, která je jedním z hlavních zdrojů vzniku korozních trhlin ve svařovaných ocelových konstrukcích.

Žíhání

Žíhání se používá ke zlepšení fyzikálních vlastností tepelně ovlivněných zón svaru (HAZ). Při svařování mohou vysoké teploty způsobit, že se složky ocelových slitin, jako je uhlík, vysráží do precipitátů, které se stanou křehkými nebo náchylnými ke korozi; žíhání tyto účinky snižuje, vrací materiálu HAZ jeho původní vlastnosti, a tím poskytuje lepší fyzikální vlastnosti v okolí HAZ svaru.

Žíhání se často používá ke zvrácení účinků kalení, které mohou vzniknout při procesech tváření za studena, jako je válcování, kování a ohýbání kovů. Díky žíhání se kov stává tvárnějším, takže jej lze tvářet bez praskání při namáhání.

Normalizace spočívá v zahřátí kovu na určitou teplotu po delší dobu, jeho udržování na této teplotě, dokud se nezpomalí jeho ochlazování, a poté v jeho opětovném pomalém ochlazování. Podobně jako žíhání může normalizace zvýšit tažnost a současně snížit tvrdost; na rozdíl od žíhání se však při tomto způsobu tepelného zpracování nemění jeho složení. Obě techniky lze optimalizovat pro uvolnění napětí volbou vhodných teplot, použitím vhodného zařízení/zařízení a sledováním teplot/rychlosti chlazení a zároveň zavedením kontrol kvality a postupů pro zajištění kvality.

Normalizace

Normalizace je hrubá a základní úprava atomární/krystalické struktury kovu za účelem zlepšení jeho mechanických vlastností, odstranění vnitřních pnutí a nepravidelné struktury zrn způsobené obráběním za studena nebo jinými procesy, díky čemuž je kov lépe tvarovatelný, obrobitelný a schopen odolávat tahovým namáháním při použití.

Tepelné zpracování ocelových konstrukcí obecně zahrnuje zvýšení jejich teploty mírně nad horní kritickou teplotu (která se liší v závislosti na typu a složení kovu) a následné namáčení při této nejvyšší teplotě po dobu, která závisí na velikosti a tloušťce zpracovávaného průřezu - obvykle 1 hodinu na palec tloušťky průřezu.

Normalizace vzduchem, další varianta tohoto procesu, probíhá ve stejných krocích jako úplná normalizace, ale místo okamžitého ochlazení se materiál pomalu ochlazuje na vzduchu, čímž se dosáhne větší tvrdosti a jemnější struktury zrn, než by bylo možné dosáhnout rychlým ochlazením.

Předehřátí

Předehřev je klíčovým krokem, který snižuje riziko selhání při svařování a pomáhá vyhnout se nákladnému přepracování. Zpomalením rychlosti ochlazování svarů a posílením jejich struktury proti praskání snižuje předehřev riziko a současně snižuje přítomnost vodíku po svařování.

V předpisech a specifikacích svařovacích postupů je obvykle uvedeno, zda je vyžadován předehřev, a doporučena požadovaná teplota předehřevu. Obecně platí, že silnější materiály nebo materiály s vysokým obsahem uhlíkových ekvivalentů vyžadují vyšší teploty předehřevu než tenké materiály.

Existují různé způsoby předehřevu, například ohřev hořákem, odporový ohřev nebo pec. Každá technika má své výhody a nevýhody. Při výběru vhodné metody pro váš projekt se poraďte s odborníkem. Volba nesprávné techniky by mohla mít za následek tepelný šok, vady svaru nebo poškození materiálu vyžadující dodatečné tepelné zpracování svaru - což není ideální.

Sušení

Svařování přetváří kovy v odolné konstrukce, ale jeho extrémní teplo může také způsobit vnitřní pnutí a jemné strukturální deformace, které, pokud se neřeší, mohou časem oslabit vaše komponenty. Provedení PWHT po skončení svařovacího projektu může pomoci tyto problémy vyřešit a zajistit, že vaše díly budou splňovat nebo překonávat průmyslové normy.

Odlehčování napětí je běžná tepelná úprava po svařování ocelových výrobků, která zahrnuje zahřátí kovu na určitou teplotu a jeho udržování po stanovenou dobu, aby se rovnoměrně uvolnilo vnitřní napětí v celé ploše a snížilo se riziko křehkého lomu a zlepšila se tolerance deformace během obrábění a provozu. Tento proces se ukázal jako neocenitelný.

Žíhání nerezových ocelí roztokem může pomoci obnovit jejich odolnost proti korozi a odstranit karbidy chromu, které se tvoří při svařování, a tím splnit nebo překročit přísné průmyslové specifikace a odolat náročným podmínkám. K dosažení přesné regulace teploty v průběhu tohoto procesu může být zapotřebí pokročilé vybavení a zařízení, aby rychlost ohřevu, doba namáčení a chlazení splňovala nebo překonávala očekávání.