تخفيف الإجهاد PWHT

قد يؤدي تصنيع المكونات المعدنية إلى تكوين إجهادات داخلية تقلل من عمر إجهادها. كما يمكن أن تساهم إجهادات الشد المتبقية في حدوث تشويه أثناء عمليات القطع والتشغيل الآلي بالإضافة إلى التصدع الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي في بعض البيئات.

المعالجة الحرارية لما بعد اللحام (pwht)، التي يشار إليها عادةً باسم تخفيف الإجهاد، هي عملية يتم تنشيطها حراريًا مصممة لتخفيف إجهادات ما بعد اللحام. يلعب كل من درجة الحرارة ووقت النقع دورًا أساسيًا في فعاليتها.

المزايا

يمكن أن يعتمد تخفيف الإجهاد في جوهره على العديد من المتغيرات: مثل درجة الحرارة والقيود الزمنية للعملية نفسها والبيئة المحيطة بها، بالإضافة إلى عمليات اللحام أو المعالجة الحرارية المستخدمة أثناء تخفيف الإجهاد. وسيكون لكل ذلك تأثير مؤثر على نجاحها أو فشلها.

يعد الخضوع للمعالجة الحرارية المناسبة بعد اللحام (PWHT) أمرًا أساسيًا لتخفيف الضغوطات المتبقية وزيادة قوة المعادن الملحومة، حيث يساعد على تقليل الضغوطات المتبقية مع تقويتها في الوقت نفسه. وبدون المعالجة الحرارية لما بعد اللحام (PWHT)، تصبح المعادن أكثر هشاشة وعرضة للتشقق في ظل ظروف التحميل الديناميكية؛ وتقلل المعالجة الحرارية لما بعد اللحام من هذه الضغوط عن طريق تسخين المواد إلى ما دون درجة حرارة التحول قبل تبريدها بالتساوي بعد ذلك.

يُستخدم تخفيف الإجهاد أيضًا لمنع التشقق الناتج عن الهيدروجين (HIC)، والذي يحدث في بعض عمليات اللحام عندما يمتص غاز الهيدروجين في المادة، مما يؤدي إلى تأكسدها وتشققها. يطرد PWHT هذا الهيدروجين الزائد، مما يساعد على تقليل HIC وإطالة عمر المكونات الملحومة من المكونات المعدنية.

كما تساعد عملية المعالجة الحرارية الفائقة للقطع الملحومة على تحسين قابلية التشغيل الآلي عن طريق خفض صلابة المواد، مما يجعل قطع وطحن الأجزاء الملحومة أبسط بكثير. وعلاوة على ذلك، تزيد هذه العملية من ليونة المعادن مما يجعلها أقل عرضة للتشقق في ظل ظروف التحميل الديناميكية.

يمكن إجراء عملية التلدين لتخفيف الإجهاد على العديد من مكونات الفولاذ الكربوني والحديد الزهر، عادةً عن طريق التسخين المنتظم إلى ما دون نطاق التحول الأوستنيتي، ثم التبريد بمعدل أبطأ من معدل التبريد الطبيعي. تساعد هذه العملية على التخلص من الإجهادات المتبقية التي تعاود الظهور أثناء التبريد.

درجة الحرارة

في بعض الأحيان أثناء عمليات اللحام، قد يتراكم الإجهاد الداخلي داخل المادة، مما قد يتسبب في ظهور التشقق والعيوب الأخرى في شكلها النهائي. يوفر PWHT حلاً بسيطًا وفعالاً من حيث التكلفة للتخفيف من هذه الضغوط الداخلية؛ ببساطة يتم تسخينها ثم تبريدها لفترة زمنية محددة مسبقًا حتى يتم التبريد بالكامل؛ وهذا من شأنه أن يقلل من الضغوط الداخلية مع تحسين الخواص الميكانيكية للمعادن.

تختلف درجات حرارة PWHT اعتمادًا على نوع الفولاذ والنتيجة المرغوبة، حيث يوصى بالتلدين للفولاذ منخفض الكربون بينما يستخدم التلدين العادي غالبًا في السبائك عالية الكربون. ولتحديد حل PWHT الفعال لكل نوع من أنواع الفولاذ، وكذلك ضمان تسخينه بالتساوي عبر نطاق سمكه بمعدل مناسب؛ بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يحدث تبريد مناطق اللحام لمنع التقصف المزاجي أو الإفراط في التليين.

لا يقلل PWHT من الإجهادات المتبقية ويعيد توزيعها فحسب، بل يمكن أن يتسبب أيضًا في حدوث تغييرات معدنية داخل مناطق اللحام التي تحسن من ليونة اللحام مع تقليل خطر الكسر الهش وتحسين البنية المجهرية للمادة ومنع التشقق في إصلاحات التلف المستقبلية. ومع ذلك، إذا وصلت درجات حرارة PWHT إلى مستويات عالية جدًا، فقد يكون لهذه التعديلات المعدنية تأثيرات سلبية على قوة اللحام.

المعدات

توفر وحدات التحكم في النقع المنحدرة PID عناصر تحكم دقيقة في درجة الحرارة والرطوبة والمؤقت التي تتيح تسخين المواد ونقعها ثم تبريدها بالتساوي طوال رحلتها. تضمن هذه العملية تحرير أي ضغوط داخلية كجزء من تحسين جودة المنتج.

تُعد المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد (SRHT) ممارسة قياسية عند لحام عناصر مثل خزانات الهواء والغلايات المصنوعة من المعدن أو الفولاذ. ونظرًا للضغوط الداخلية للحام، والتي قد تؤثر على القوة والثبات، تصبح المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) أمرًا حيويًا في تخفيف هذا التوتر الداخلي.

وعادةً ما يتم إجراء المعالجة الحرارية الفائقة في فرن تقسية أو بيئة أخرى يتم التحكم في درجة حرارتها وتتضمن تسخين المعدن إلى درجات حرارة أقل من درجة حرارة التحول مباشرةً، وتثبيتها في هذه الدرجة لفترة زمنية معينة، ثم تبريده تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة.

غالبًا ما يتم استخدام تقنية PWHT عند العمل مع الأجزاء ذات التفاوتات الضيقة الأبعاد. تساعد إزالة الإجهادات الداخلية على منع التشويه أثناء الاستخدام وتمكّن من إجراء التصنيع الآلي الدقيق، بالإضافة إلى المساعدة في القضاء على الكسر الهش بالقرب من اللحامات أو التشقق الناتج عن التآكل في درجات معينة من المعادن. للحصول على مزيد من المعلومات حول المعالجة الحرارية الفائقة وإزالة الإجهاد، تواصل معنا الآن؛ فلدينا جميع المعلومات اللازمة لاتخاذ قرار مستنير إذا كانت هذه العملية مناسبة لمشروعك.