Топлинна обработка на заварките

Топлинната обработка на заварките (PWHT) може да подобри целостта на заварките, като разтопи и слее металните слоеве в близост до тях, намали риска от корозия или натрупване на напрежение в бъдещите заварки и увеличи структурната якост.

Нагряването също може да облекчи остатъчните напрежения чрез бавно и равномерно затопляне на типа стомана, като времето и температурата зависят от нейния състав.

Предварително загряване

Предварителното нагряване се извършва, когато стоманени или метални парчета, които ще бъдат заварявани, се нагряват преди да бъдат съединени чрез заваръчни процеси, за да се намали скоростта на охлаждането им, като се получават по-еластични структури с повишена устойчивост на пукнатини и намалена честота на пукнатините. Предварителното нагряване също така изтласква водорода, който може да причини крехкост на заваръчния газ, както и намалява напреженията на свиване при силно ограничени съединения.

Предварителното нагряване може да се осъществи с помощта на различни форми на нагревателно оборудване, включително газови горелки, газови пламъци, индукционни нагреватели и електрически одеяла. Без значение кой метод се използва за предварително загряване, температурата трябва да бъде еднаква за всички дебелини, тъй като всяка несъответствие може да доведе до увеличаване на остатъчните напрежения, деформации или нежелани металургични промени.

Повечето правила за заваряване предвиждат минимална температура на подгряване за даден основен метал, заваръчен процес и дебелина на сечението. Когато обаче не съществува такъв минимален праг, инженерът по заваряване трябва да реши дали е необходимо предварително загряване и каква би била подходящата настройка във всяка конкретна ситуация.

Пощенско отопление

Последващото нагряване по време на топлинната обработка на заваръчния шев има за цел да сведе до минимум риска от индуцирано от водорода студено напукване, обикновено чрез повишаване и поддържане на температурата на предварителното нагряване за известно време след заваряването. Този метод спомага за дифузията на водорода, който се е натрупал между изходния метал и метала на заварката, и за възстановяването му до аустенитно състояние, като по този начин се елиминират потенциалните рискове от напукване.

Топлинната обработка за намаляване на напрежението се използва за намаляване и преразпределяне на остатъчните напрежения, предизвикани по време на заваряване, чрез намаляване на границата на провлачане на заваръчния метал и увеличаване на температурата на топене на изходния материал.

Локално нагряване след заваряване обикновено се постига с нагреватели с керамични подложки - обикновено съставени от съпротивителни проводници, прокарани през керамични топчета, контролирани от електронен захранващ пулт - които се прилагат след заваряване. Те са идеални за големи компоненти, като периферни заварки на тръби или затварящи заварки на дълги съдове под налягане.

Облекчаване на стреса

PWHT (топлинна обработка след заваряване) е процес на топлинна обработка след заваряване, използван за намаляване на вътрешните напрежения, възникнали по време на заваряване. Това се постига чрез потапяне на стоманени части в температури, значително по-високи от температурите на топене, за период от време, изчислен на час за инч дебелина.

По същество това кара материала да отслаби остатъчните си напрежения чрез пластична деформация, което води до намаляване на максималните стойности на напреженията и преразпределение около вдлъбнатините и концентраторите на напрежения.

Някои сплави изискват тази стъпка като част от процеса на заваряване, за да се защити тяхната цялост. Без освобождаване на високите нива на напрежение може да възникне деформация по време на машинна обработка, а въглеродните и нисколегираните стомани могат дори да се счупят. Поради това много от металите за прилив на Американското дружество по заваряване изискват изпитване за класификация в състояние на PWHT или освобождаване от напрежението, преди да се извърши изпитване за класификация.

Застаряване

Топлинната обработка при ниска температура непосредствено след заваряването може да помогне за по-бързото извеждане на водорода от заваръчния шев и зоната на термично влияние, като по този начин се намалява рискът от студено пукнатинообразуване, предизвикано от водорода - особено при силно чувствителни към пукнатини стомани и дебели съединения.

Топлинната обработка след заваряване е важна стъпка за осигуряване на дългосрочна надеждност на заварените компоненти. То облекчава остатъчните напрежения, като същевременно привежда свойствата на заваръчните шевове в съответствие със свойствата на основния метал - повишава дуктилността, якостта, устойчивостта на умора, устойчивостта на корозия, формоустойчивостта, целостта на опън.

PWHT е от съществено значение при заваряване при трудни условия, например при използване на метали за пълнене с различни форми. Hobart Brothers предоставя експертни металургични съвети относно избора на прибойни метали, съобразени конкретно с вашето приложение, както и насоки относно най-подходящия процес на PWHT и скоростта на нагряване/охлаждане, за да се избегнат термичен шок, деформации или неравномерно освобождаване от напрежения. За допълнителна информация относно топлинната обработка на заварките изтеглете нашата поредица Job Knowledge "PWHT за заварени конструкции".