المعالجة الحرارية قبل اللحام وبعده

تعمل المعالجة الحرارية على تحسين السلامة الهيكلية للمكونات الملحومة من خلال دمج الطبقات المعدنية بالقرب من وصلة اللحام، وبالتالي تقليل الأعطال المستقبلية بسبب التآكل أو تراكم الإجهاد في تلك المنطقة.

كما يقلل اللحام بالحرارة الفائقة PWHT من التشوه ويساعد على تجنب التشقق البارد في اللحامات، مما يؤدي إلى طرد الرطوبة والهيدروجين الذي قد يتسرب من خلالها، وهي مكونات مهمة في مواد مثل الفولاذ منخفض السبائك.

التسخين المسبق

يقلل تطبيق درجة حرارة التسخين المسبق، عادةً باستخدام مشاعل الغاز، من معدل التبريد في اللحام والمناطق المتأثرة بالحرارة للمساعدة في تقليل عيوب البنية المجهرية وكذلك التشوه والتشقق البارد والتكسير البارد وتراكم الهيدروجين والمشاكل الأخرى ذات الصلة. يساعد ذلك على تقليل تكوين البنية المجهرية الضارة وكذلك التشوهات الناجمة عن التكسير البارد والتشقق البارد وتراكم الهيدروجين - مما يساعد على تقليل التشوه والتشقق البارد والمشاكل الأخرى ذات الصلة.

تساعد عملية التسخين المسبق على تقليل التدرج الحراري بين مصدر الحرارة الساخن للحام القوسي والمادة الأساسية التي يتم لحامها. وهذا أمر حيوي حيث أن التباين المفاجئ في درجات الحرارة يمكن أن يخلق ضغوطًا داخلية وتشويهًا حول منطقة اللحام، مما قد يؤدي إلى ضغوط داخلية وتشويهات يجب معالجتها عن طريق تقنيات اللحام.

تتكون المعالجة الحرارية لما بعد اللحام من التقسية والتطبيع والتلدين بالمحلول لتخفيف الضغوط الداخلية وتحسين البنية المجهرية لسبائك الصلب، وتقويتها ضد ظروف الإجهاد والتآكل الإجهادي التي تضعف وتضر بالمكونات في البيئات الصعبة مثل API 650 لخزانات التخزين وASME B31.3 لمعدات المعالجة. ولذلك قد تكون هناك حاجة إلى المعالجة الحرارية الفائقة للسبائك الفولاذية كجزء من معايير الامتثال مثل هذين المعيارين.

التقسية

التقسية هي عملية تستخدم المعالجة الحرارية لخفض صلابة الفولاذ، وبالتالي تحسين ليونته وصلابته. يعتبر التقسية جزءًا لا يتجزأ من عملية اللحام حيث إنها تخفف من الإجهادات الحرارية التي قد تسبب التشقق.

يجب تبريد الفولاذ المقسّى بسرعة من درجة حرارته المرتفعة لتحقيق مستوى الصلابة المطلوب لاستخدامه الخاص. تعتمد سرعة التبريد على كل من نوع السبيكة وتركيبها وكذلك درجة حرارة التصلب التي يتم تحقيقها أثناء مرحلة التسخين/التبريد.

يمكن أن تسبب الضغوط الحرارية الناتجة عن اللحام تشوهات في المكونات الكبيرة أو المعقدة. ويساعد التسخين المسبق والمعالجة الحرارية الحرارية المسبقة PWHT على التخلص من هذه التشوهات من خلال معادلة الضغوط الداخلية والتأكد من قدرة اللحامات على تحمل متطلبات التشغيل.

وعلى الرغم من أن المعالجات الحرارية ترتبط في أغلب الأحيان بسبائك الصلب، إلا أنها قادرة أيضًا على تحسين سبائك النحاس والألومنيوم. تُستخدم المعالجات الحرارية على نطاق واسع في صناعة الطيران وكذلك معدات النفط والغاز التي يجب أن تتحمل التآكل أو الإجهاد أو كليهما. من خلال تقليل الهشاشة وموازنة مستويات الصلابة/الصلابة وزيادة مقاومة التآكل، تضمن هذه المعالجات الحرارية جودة اللحامات للحامات الحرجة.

التطبيع

مثل التقسية، فإن التطبيع هو معالجة حرارية بعد اللحام مصممة لتقليل الإجهادات المتبقية الناتجة عن انكماش اللحام. ويعد الحد من هذه الإجهادات المتبقية أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص لأن هذه الضغوط قد تؤدي إلى تشويه أو فشل وصلات اللحام، بينما تجمع هذه العملية بين التسخين والتبريد السريع في درجات حرارة مضبوطة من أجل تقليل التدرجات الحرارية لتخفيف الضغط بشكل موحد.

لا يقلل التطبيع من الإجهادات الداخلية فحسب، بل يعزز أيضًا من التناسق والخصائص الميكانيكية للمواد الملحومة، مما يساعد بدوره على منع التشقق الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي في تطبيقات المعالجة الكيميائية ويقلل من مخاطر الكسر الهش في المناطق عالية الخطورة مثل خطوط الأنابيب التي تنقل المواد الخطرة.

كثيرًا ما يعتمد عملاء Xometry على المعالجات الحرارية قبل اللحام وبعده لمشاريعهم من المونيل والإينكونيل والسبائك الأخرى. يمكن لخبرائنا المساعدة في اختيار المعالجات التي تلبي المتطلبات الفريدة لمشروعهم - تواصل معنا اليوم ودعنا نبدأ!

التبريد

يقلل التسخين المسبق من معدل التبريد السريع للحام ويساعد على تخفيف الضغوط الحرارية التي قد تسبب التشقق. يمكن أن يساعد التسخين المسبق أيضًا على تقليل معدل التبريد وتخفيف هذه الضغوط على اللحامات أثناء اللحام.

التسقية هي عملية حرارية تُستخدم لنقل المعدن الملحوم بعيدًا عن منطقة درجة حرارة الأوستينيت من أجل تحقيق خصائص مواد معينة. ويمكن أن تتم عملية التسقية باستخدام زيوت التصلب أو البوليمرات أو الماء أو الغاز أو الملح أو أي وسيط آخر كوسيط للتصلب.

قد تكون هناك حاجة إلى المعالجة الحرارية بعد اللحام اعتمادًا على نوع اللحام وظروف الخدمة لتحقيق الخصائص المعدنية المثلى. إنها تخفف من الإجهادات المتبقية الناتجة عن اللحام مع محاذاة البنية المجهرية للحام مع تلك الخاصة بالمعدن الأصلي لتحسين المتانة وتقليل احتمالية الكسر الهش تحت الأحمال الديناميكية أو الصدمات.

يحدث التحسس أثناء اللحام، عندما تترسب كربيدات الكروم عند حدود الحبيبات مما يقلل من مقاومة التآكل. تعمل المعالجة الحرارية بالتلدين بالمحلول على إذابة هذه الكربيدات لاستعادة مقاومة التآكل - وهو أمر ضروري عند نقل المواد الخطرة لمسافات طويلة.