Постнагряване след заваряване

Последващото нагряване след заваряване спомага за подобряване на структурната цялост чрез бързо повишаване на температурата, преди да се позволи бързото ѝ понижаване, облекчаване на остатъчните напрежения, избягване на деформации и насърчаване на по-добра пластичност.

Топлинната обработка след заваряване (PWHT) е неразделна част от производствените процеси, като спомага за намаляване на остатъчните напрежения до нива под границата на провлачане на материала.

Облекчаване на стреса

Заваряването излага материалите на високи температури и предизвиква микроструктурни промени, които внасят остатъчни напрежения в материалите. Ако не се вземат мерки, тези напрежения могат да станат разрушителни и да доведат до деформации или структурни повреди; един от начините за облекчаването им е последващото нагряване на зоната на заваряване, казва Смит.

Нагряването може да се извърши с помощта на пещ, електрически съпротивителни нагревателни елементи или индукционно оборудване и трябва да остане над долната температура на трансформация на материала. Нагряването трябва да е равномерно, за да се осигури идеален резултат.

HIC, Hydrogen Induced Cracking), може да бъде предотвратено чрез топлинна обработка след заваряването, като не позволява на водорода да дифундира в заваръчния шев и дифундира по-бавно, като по този начин намалява напреженията на свиване и осигурява време за разсейване на водорода, намалявайки риска от напукване под заваръчния шев. Топлинната обработка след заваряване служи и за нормализиране на заваръчните структури с цел подобряване на якостта и издръжливостта в морска среда или при екстремни метеорологични условия; топлинната обработка след заваряване е особено полезна, когато заваръчните структури ще бъдат изложени на тежки условия на околната среда, като морска среда или екстремни метеорологични условия.

Нормализиране на

Нормализирането възстановява естественото състояние на заварения материал, като премахва вътрешните напрежения и неправилните структури на зърната, причинени от предишни производствени процеси. По този начин се намалява крехкостта на заваръчния шев, като едновременно с това се увеличават якостта и здравината; освен това този процес подобрява обработваемостта, като позволява обработването на по-подходящ материал.

Този процес може да включва използването на газови горелки, газови пламъци, електрически одеяла, индукционни намотки или нагряване в пещ за постигане на оптимални резултати. Температурите на нагряване, периодите на потапяне и скоростта на охлаждане трябва да се управляват внимателно, тъй като неравномерните температури могат да доведат до по-високи нива на остатъчни напрежения, деформации или нежелани металургични промени.

Промишлените норми, като например нормите на ASME за съдове под налягане и тръбопроводи, изискват PWHT за заварки с определена дебелина. PWHT е ефективна техника, която предотвратява индуцираното от водорода напукване в зоната на заваръчния шев, за да удължи неговия живот, като същевременно предотвратява студеното напукване в тръбите. Освен това PWHT може да се използва за материали, оформени чрез други процеси (например формоване).

Закаляване

Често е необходимо закаляване, за да се намалят вътрешните напрежения и твърдостта, предизвикани от високите температури в зоните на заварките, които в противен случай биха могли да доведат до изкривявания по време на обработката или дори до повреди под налягане.

Методите за термична обработка след заваряване обикновено се състоят в нагряване на метала до повишена температура и задържането му при нея за предварително определена продължителност, което позволява на задържаните водородни атоми да излязат, като по този начин се предотвратява изцяло крехкостта и корозията.

Критичните приложения изискват усъвършенствани техники за PWHT за прецизен термичен контрол. Те могат да включват контролируеми нагревателни системи с термодвойки, прикрепени за целите на мониторинга, или индукционно нагряване, при което се използват намотки от проводници с електрическо съпротивление, обграждащи обработвания метал, захранвани с променлив ток, който индуцира магнитни полета, предизвикващи образуването на вихрови токове в него - осигурявайки много по-голяма прецизност от по-традиционните газови или маслени горелки, използвани при традиционните техники за PWHT.

Отгряване

В Weldcrafters използваме различни техники за отгряване, като отгряване с разтвор и нормализиране, за да увеличим здравината и издръжливостта на заварките. Откаляването също се използва, за да се гарантира, че те издържат на многократни натоварвания, вибрации и удари, без да се напукат при многократни натоварвания.

Контролирането на температурите на предварителното нагряване, междинното преминаване и облекчаването на напрежението спомага за смекчаване на термичния шок чрез предотвратяване на локалното нагряване на материалите в различните температурни зони. Това значително намалява възможността за създаване на нови напрежения или изкривявания в зоните на термично въздействие, като същевременно се поддържа структурната цялост на заваръчния шев.

Правилната термична обработка след заваряване намалява водородното крехкост, което е причина за напукване при материали с висока якост и дебелина. За постигането на тази цел се използват техники като изпичане на водорода, които отстраняват водородните атоми от повърхностния материал, така че те да не могат да се разпространят в заваръчния шев и да причинят напукване или повреда. Обикновено използваме индукционен източник на топлина, който бързо и прецизно нагрява материалите в сравнение с горелките или съпротивителните нагреватели.