Wärmebehandlung nach dem Schweißen erhöht die Haltbarkeit von legiertem Stahl

von admin88in pwht-Wissenan Veröffentlicht am

Beim Schweißen entstehen thermische und mechanische Spannungen, die zu Verformung, Korrosion oder Versagen der miteinander verschweißten Metalle führen können. Wärmebehandlungen nach dem Schweißen, wie Lösungsglühen und Anlassen, verändern die Mikrostruktur des Metalls, um Spannungskonzentrationen, die sich nach dem Schweißen bilden, abzubauen und so die Lebensdauer zu erhöhen.

Die PWHT kann je nach Projektumfang und Standortbedingungen auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Öfen eignen sich am besten für die Behandlung größerer Bauteile wie Druckbehälter; Widerstandsheizkissen und Induktionsspulen eignen sich besser für die Behandlung spezifischer Schweißzonen wie Rohrleitungen.

Stressabbau

Spannungsabbau ist ein integraler Bestandteil vieler Druckbehälter- und Rohrleitungsvorschriften. Bei der PWHT-Methode wird die gesamte geschweißte Stahlkonstruktion allmählich bis zu ihrer Höchsttemperatur erwärmt, was eine Ausdehnung und den Abbau von Schweißeigenspannungen ermöglicht. Die PWHT kann auch den Härtegrad reduzieren und so die Zähigkeit und Duktilität verbessern.

Die PWHT ist erforderlich, wenn sich in geschweißten Strukturen hohe Eigenspannungen bilden, die die Auslegungsspannungen übersteigen, und zwar aufgrund von Wärmegradienten, die beim Schweißen von Schweißgut und Grundwerkstoff entstehen. Bei der PWHT werden die Schweißteile für eine bestimmte Zeit auf ihre PWHT-Temperatur erwärmt, bevor sie gleichmäßig abkühlen. Die Kenntnis der PWHT-Temperatur für legierten Stahl gewährleistet optimale Erwärmungs- und Abkühlungsergebnisse; eine sorgfältige Auswahl der Temperatur führt zu erfolgreichen Ergebnissen.

Mikrostrukturelle Modifikationen

Die PWHT verändert die Zusammensetzung des Schweißguts in einer Weise, die die Schlagzähigkeit erhöht. REM-Beobachtungen zeigten nadelförmige und körnige sekundäre Ausscheidungen im Schweißgut, die mit Hilfe der Elektronenbeugung als "MC-Karbide" identifiziert wurden und deren kubische Würfel-auf-Würfel-Orientierungsbeziehungen zur Matrix.

Lan et al. untersuchten die Auswirkungen des Schweißens und der PWHT auf die Mikrostruktur von Hastelloy N mit 760 MPa. Die Schweißnähte beider Verfahren wiesen Lattenmartensit mit dispergierten Mikrokarbidbestandteilen auf; die mit LBW-Schweißnähten hergestellten Nähte hatten groben Bainit. Nach der PWHT-Behandlung zersplitterten viele MC-Karbidteilchen und wurden in der gesamten Schweißnaht umverteilt, wodurch körniger, grober Bainit mit hohem V-, Ni- und Mo-Gehalt entstand.

Guo et al. untersuchten die Auswirkungen des Laserschweißens ohne Zusatzwerkstoff auf das Gefüge des Stahls S960MC. Die geschweißten Proben wiesen ein SCHAZ-Gefüge auf, das aus unterem Bainit besteht; ICHAZ mit Bereichen mit hohem Kohlenstoffgehalt und selbstvergütetem Martensit; und FGHAZ mit großem Korngefüge.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosion ist ein organischer Prozess, bei dem Metalle mit Umweltelementen reagieren und ihre Eigenschaften und Unversehrtheit beeinträchtigen, so dass sie schließlich funktionsunfähig werden und ihre Struktur mit der Zeit abnimmt. Korrosionsbeständige Materialien wie rostfreier Stahl, Aluminium und Titan wurden speziell entwickelt, um diesem Prozess entgegenzuwirken.

Einige Materialien, wie z. B. rostfreier Stahl, sind aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung von Natur aus korrosionsbeständig. Chrom bildet in seiner Legierung eine dünne schützende Oxidschicht auf seiner Oberfläche, die den Sauerstoff fernhält und verhindert, dass er ins Innere des Metalls gelangt, wodurch Rostbildung verhindert wird. Außerdem wächst diese passive und selbstheilende Oxidschicht wieder nach, wenn das Metall zerkratzt oder beschädigt wird.

Die PWHT-Schweißtechnik wird eingesetzt, um die Spannungen während des Schweißens zu minimieren, die zur Korrosion in nichtrostenden Stählen und anderen Legierungen beitragen können. Durch die Abschwächung solcher Spannungen und die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit in geschweißten Strukturen kann die PWHT diese abschwächen und die Verschleißfestigkeit von legierten Schweißnähten erhöhen, indem sie Eigenspannungen reduziert, die Verteilung der Legierungselemente verbessert und die Porosität in den Schweißnähten verringert - und damit die Korrosionsbeständigkeit erhöht.

Dauerhaftigkeit

Langlebigkeit ist beim Bau von Brücken und Offshore-Plattformen von größter Bedeutung, und die Wärmebehandlung vor und nach dem Schweißen stellt sicher, dass Ihr Projekt extremen Temperaturen, Korrosion, Ermüdung und anderen Kräften standhalten kann, ohne im Laufe der Zeit zusammenzubrechen oder sich zu verschlechtern.

Die PWHT trägt dazu bei, wasserstoffinduzierte Rissbildung zu verhindern, thermische Gradienten zu reduzieren, die Schweißbarkeit und Schweißqualität zu verbessern, die Duktilität zu erhöhen, die Schweißzone zu temperieren und die Schweißer zu schützen. Darüber hinaus kann die PWHT Schweißspritzer/Verzug reduzieren und die Produktivität erhöhen.

Die PWHT-Temperaturen sind abhängig von der Materialzusammensetzung und den Betriebsbedingungen wie Temperaturwechsel, Korrosion und Ermüdungsbelastung. Eine unzureichende Temperaturkontrolle beeinträchtigt die Integrität der Schweißnaht und verringert die Wirksamkeit der Behandlung; wird sie nicht rechtzeitig durchgeführt, kann dies zum Versagen der Schweißnaht führen oder die Wirksamkeit erheblich verringern. Bei der Arbeit mit verschiedenen Metallen ist es besonders wichtig, dass Gradienten und Wärmeverteilung unter Kontrolle gehalten werden, damit jeder Teil der Schweißnaht seine Zieltemperatur für verzugsfreies Schweißen ohne Verzug, Rissbildung, Korrosion oder Rissbildung erhält und die Bildung von Perlit oder Ferrit gewährleistet ist. TEAM bietet präzise Erwärmungszyklen über Widerstands-, Induktions- und Flammenerwärmungszyklen, die sicherstellen, dass jeder Zentimeter und jede Ritze die gewünschten Erwärmungszyklen erhält, so dass keine Gradienten auftreten, und die Wärmeverteilung gewährleistet, dass jeder Teil der Schweißnaht die gewünschten Erwärmungszyklen erhält, um Gradienten und Wärmeverteilung zu minimieren und die bestmögliche Schweißqualität und -effektivität für verschiedene Metalle zu erreichen. Um die präzisen TEAM-Erwärmungszyklen (Widerstand, Induktion oder Flamme) zu erfüllen, maximieren Sie die gleichmäßigen Erwärmungszyklen, um Gradienten und Wärmeverteilung zu minimieren und sicherzustellen, dass alle Bereiche die gewünschte Temperatur erhalten, wodurch Verzug und Risskorrosion reduziert und gleichzeitig die Bildung von feinem Perlit/Ferrit/Korrosion usw. gefördert wird.