Die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (Post Weld Heat Treatment, PWHT) dient dazu, die beim Schwei\u00dfen entstandenen Restspannungen zu l\u00f6sen und neu zu verteilen. Sie wird h\u00e4ufig von Normen f\u00fcr Werkstoffe vorgeschrieben, die bestimmte Dickeanforderungen \u00fcberschreiten.<\/p>\n
Die Aufheiz- und Abk\u00fchlgeschwindigkeiten m\u00fcssen sorgf\u00e4ltig gesteuert werden, um Thermoschock, Verformungen oder eine ungleichm\u00e4\u00dfige Spannungsentlastung zu vermeiden. Die PWHT kann entweder in einem Ofen oder mithilfe von lokal eingesetzten elektrischen Widerstandsmatten oder -pads durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n
Die PWHT senkt die Zugrestspannungen in den Schwei\u00dfbereichen deutlich, beseitigt sie jedoch nicht vollst\u00e4ndig. Die meisten Erm\u00fcdungszyklen f\u00fchren nach wie vor zu reinen Zugspannungen, die \u00e4u\u00dferst sch\u00e4dlich sein k\u00f6nnen.<\/p>\n
Beim Vollgl\u00fchen werden hypoeutektoide und eutektoide Phasen auf Temperaturen von etwa 50 \u00b0C \u00fcber ihren jeweiligen Ac3- und Ac1-Temperaturen erhitzt und anschlie\u00dfend langsam abgek\u00fchlt, bis sie nahezu gleichgewichtige Strukturen erreichen. Dieser Prozess tr\u00e4gt dazu bei, Wasserstoffverspr\u00f6dung zu vermeiden und gleichzeitig das Risiko von umgebungsbedingten Rissen zu verringern.<\/p>\n
Eine punktuelle Nachw\u00e4rmebehandlung (PWHT) an kleinen Bauteilen ist m\u00f6glich, muss jedoch sorgf\u00e4ltig durchgef\u00fchrt werden. Werden die B\u00e4nder f\u00fcr Haltezeit, Erw\u00e4rmung und Temperaturgradienten nicht korrekt dimensioniert und platziert, kann dies zu Verformungen oder zum Zusammenbruch von Bauteilen f\u00fchren oder aufgrund von Instabilit\u00e4ten im Restspannungszustand zu einem katastrophalen Versagen f\u00fchren. Es muss eine Isolierung verwendet werden, um die Temperaturen innerhalb der beheizten Zonen stabil zu halten; au\u00dferdem m\u00fcssen Thermometer mit automatischer Aufzeichnung eingesetzt werden.<\/p>\n
Diese Behandlung, die in der Regel bei niedriglegierten St\u00e4hlen angewendet wird, beseitigt die durch das Schwei\u00dfen entstandene grobk\u00f6rnige Struktur und verbessert die Werkstoffeigenschaften. Dar\u00fcber hinaus verringert sie das Risiko eines Spr\u00f6dbruchs und verhindert gleichzeitig die Entstehung von ungebundenen thermischen Spannungen im Schwei\u00dfbereich.<\/p>\n
Das Erhitzen von Metall auf Temperaturen oberhalb des oberen kritischen Punktes und das anschlie\u00dfende Halten bei dieser Temperatur f\u00fcr eine Zeit, die proportional zur Querschnittsdicke ist, bevor es unter kontrollierten Bedingungen auf Umgebungstemperatur abgek\u00fchlt wird. Durch dieses Verfahren entstehen feink\u00f6rnige Strukturen und gleichm\u00e4\u00dfige Mikrostrukturen, die zum Abbau innerer Spannungen beitragen und das Material hinsichtlich Umformvorg\u00e4ngen und Einsatzm\u00f6glichkeiten flexibler machen.<\/p>\n
Das Vollnormalisieren, das am h\u00e4ufigsten bei Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Mangan-St\u00e4hlen angewendet wird, kann in bestimmten Anwendungsf\u00e4llen als wirksamer Ersatz f\u00fcr das H\u00e4rten dienen. Leider werden durch das Vollnormalisieren jedoch nicht alle Eigenspannungen beseitigt; Ermessungsregeln f\u00fcr die Erm\u00fcdungsfestigkeit k\u00f6nnen daher eine weitere Renormalisierung erfordern, um diesem Unterschied Rechnung zu tragen.<\/p>\n
Das Spannungsabbauen dient dazu, innere Materialspannungen zu verringern, die durch Fertigungsprozesse wie Umformen und Zerspanen entstehen, beispielsweise Druck an der Oberfl\u00e4che oder Zug im Kern. Das Spannungsabbauen \u00e4hnelt dem Gl\u00fchen, da dabei das Material f\u00fcr eine bestimmte Zeit auf eine h\u00f6here Temperatur erhitzt und anschlie\u00dfend \u00fcber einen festgelegten Zeitraum langsam wieder abgek\u00fchlt wird.<\/p>\n
Das Spannungsarmgl\u00fchen bietet mehrere Vorteile, darunter die Verringerung der Zugfestigkeit der Schwei\u00dfnaht und die Erh\u00f6hung der Erm\u00fcdungsfestigkeit an lokalen Kerben und Spannungskonzentratoren, w\u00e4hrend gleichzeitig die intergranulare Karbidausscheidung verst\u00e4rkt wird. Die Spannungsentlastung kann jedoch durch unsachgem\u00e4\u00dfe K\u00fchlverfahren, Temperaturregelungen oder Schwei\u00dftechniken, die bei PWHT-Prozessen zum Einsatz kommen, beeintr\u00e4chtigt werden; um optimale Ergebnisse zu erzielen, ist es unerl\u00e4sslich, dass diese Faktoren w\u00e4hrend des Prozesses zum richtigen Zeitpunkt und bei den richtigen Temperaturen angewendet werden.<\/p>\n
Niedriglegierte Kohlenstoffst\u00e4hle erfordern eine W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen (PWHT), um eine ausreichend feste und z\u00e4he Mikrostruktur zu erzielen. Bei diesem Verfahren wird das Bauteil \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschlie\u00dfend langsam wieder abgek\u00fchlt.<\/p>\n
Ver\u00e4nderungen der metallurgischen Struktur k\u00f6nnen dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit von verz\u00f6gertem Rissbildung zu verringern und die Duktilit\u00e4t zu erh\u00f6hen sowie die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von Schwei\u00dfn\u00e4hten ebenso wie die Z\u00e4higkeit, die Schlagz\u00e4higkeit und die Best\u00e4ndigkeit gegen spr\u00f6de Br\u00fcche zu verbessern.<\/p>\n
Die PWHT wird in der Regel mithilfe von regelbaren Vorw\u00e4rm- und Heizsystemen durchgef\u00fchrt, bei denen Thermoelemente strategisch so platziert sind, dass eine gleichm\u00e4\u00dfige Erw\u00e4rmung ohne Verformung der Bauteile gew\u00e4hrleistet ist. Punktweises PWHT kann auch bei gr\u00f6\u00dferen Bauteilen wie Umfangsschwei\u00dfn\u00e4hten an Rohren oder Verschlussschwei\u00dfn\u00e4hten an langen Druckbeh\u00e4ltern zum Einsatz kommen, obwohl die technische Umsetzung dieser Technik aufgrund von Schwankungen bei der W\u00e4rmeausdehnung, die zu erheblichen Verformungen f\u00fchren k\u00f6nnten, eine gr\u00f6\u00dfere Herausforderung darstellen kann.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Post Weld Heat Treatment, or PWHT, helps relax and redistribute residual stresses that have been introduced during welding processes, often required by codes for materials exceeding certain thickness requirements. Heating and cooling rates must be carefully managed in order to prevent thermal shock, distortion or uneven stress relief. PWHT may be performed using either a … <\/p>\n