Keevitusjärgne kuumtöötlus

Keevitamine võib põhjustada suuri jääkpingeid, mis koos koormuspingetega ületavad materjali voolavuspiirangut ja põhjustavad materjali edasist deformatsiooni. Nende pingetasemete minimeerimiseks ja keevitusjärgse kuumtöötluse negatiivsete mõjude vähendamiseks tuleb keevitusjärgse kuumtöötluse osana teostada keevitusjärgset kuumtöötlust.

Tööstuse koodid ja spetsifikatsioonid nõuavad tavaliselt PWHT-töötlust konkreetsete materjalide puhul, kui töötingimused vastavad neile; seda praktikat on sageli näha nafta- ja gaasitööstuses, naftakeemia- ja tuumaenergeetikasektoris.

Jääkpingete vähendamine

Keevitamisest tulenevad jääkpinged võivad seadmeid oluliselt nõrgestada, suurendades nende vastuvõtlikkust pingekorrosioonipragudele. PWHT-protsess vähendab neid pingeid, et aidata vältida selliseid kahjustusi; selleks kuumutatakse kõiki konstruktsioone pikema aja jooksul madalamale kriitilisele muundumistemperatuurile, kuumutades kõiki konstruktsioone kui ühtset üksust.

Pwht ei ole võrreldav normaliseerimis- või lõõmutamisprotsessidega, mida kasutatakse mehaaniliste omaduste parandamiseks mikrostruktuuriliste omaduste muutmise teel; siiski aitab see, nagu needki kuumtöötlused, vähendada ja ümber jaotada keevitusprotsesside käigus tekkinud jääkpingeid.

Üldiselt viib kõrgem tipptemperatuur ja pikem leotusaeg jääkpingete suurema vähenemiseni. Oluline on siiski meeles pidada, et liiga kõrged tipptemperatuurid võivad komponente moonutada; nende kuju kaitsmiseks pwht-töötlemise ajal on mõistlik paigutada surveanuma sees regulaarsete intervallidega tugipostid.

Käesolevas uuringus uurisime dioodvõimsuse sisendi mõju jääkpingete leevendamisele laserkeevitatud 316L roostevabast terasest sildades, kasutades dioodide võimsuse sisendit dioodidest. Meie tulemused näitasid, et in situ plasmavee kuumutamise töötlemisprotsess vähendas märkimisväärselt jääkpingeid võrreldes kontrollsildadega; see tundus olevat tihedamalt seotud pigem saavutatud tipptemperatuuriga kui sellel temperatuuril viibimise ajaga, nagu on oodata pingevabastuse mehhanismide, näiteks nihestuse hävitamise ja roomamise puhul.

Suurenenud vastupidavus

Kõrgel temperatuuril muudab keevitamine terase mikrostruktuuri, suurendades kõvadust ja vähendades samal ajal sitkust ja plastilisust; see võib põhjustada probleeme, kui seda kasutatakse suure tsüklilise koormusega rakendustes, näiteks surveanumates ja torudes. PWHT võib aidata neid probleeme leevendada, vähendades keevisõmbluste kõvadust, tagades samal ajal sitkuse ja plastilisuse lähemale konstruktsiooni spetsifikatsioonidele; lisaks sellele homogeniseerib see mikrostruktuuri, et vähendada pingekontsentratsioone ja vältida keevisõmbluste purunemist.

Üks levinud lähenemisviis selle hindamiseks, kas keevisõmblused vajavad PWHT-d, on purustusmehaanilise analüüsi läbiviimine. See hõlmab rakendatud ja jääkpinge tasemete, vigade suuruse, mis võivad kontrolli käigus avastamata jääda, materjali omaduste (murdumispinge ja voolavuspiir) ja pingetasemete vaheliste seoste kindlaksmääramist, et arvutada minimaalne nõutav tugevus, mis takistab vigastuste tekkimist koormuse all.

Siiski võib see lähenemisviis mõnikord osutuda ebaefektiivseks; tulemused võivad suuresti sõltuda keevitamise täpsetest asjaoludest. Seetõttu on täpsete ja korratavate tulemuste saamiseks oluline kasutada täpselt määratletud keevitusgeomeetriat koos sobiva lisamaterjaliga, et saavutada täpne keevisõmblus.

PWHT nõuab, et keevisõmblused oleksid kuumutamise ja jahutamise ajal asjakohaselt toetatud, et minimeerida moonutusi, mida saab saavutada spetsiaalselt komponentide jaoks kujundatud ja nende pikkuse suhtes regulaarsete intervallidega seatud tugipostide abil. Et tagada nende protsesside ajal nõuetekohane tugi, tuleb kasutada sarnase soojuspaisumisteguriga materjalist valmistatud tugesid, et need ei nihkuks kuumutus- ja jahutustsüklite ajal.

Suurenenud plastilisus

Keevitusjärgne kuumtöötlemine (PWHT) on oluline protsess, mis vähendab jääkpingeid ja muudab keevitusmetalli mikrostruktuuri, et suurendada sitkust, plastilisust ja vastupidavust dünaamilistele koormustingimustele. Kui seda tehakse valesti, võib PWHT siiski suurendada jääkpingete taset veelgi, vähendades samal ajal töödeldava konstruktsiooni mehaanilisi omadusi.

PWHT-protsessid võivad vähendada neid negatiivseid mõjusid, tagades, et materjale kuumutatakse sobiva aja jooksul ideaalsele temperatuurile ja seejärel jahutatakse kiiresti, kõrvaldades ülemäärased termilised gradiendid, mis suurendavad pingekorrosiooni pragunemise ohtu oksüdeerivas keskkonnas.

Eksperdid arutlevad palju selle üle, kas tulevikus oleks võimalik toota suurtes kogustes biomassi ohutult elektriautode kütusena. Selliste väidete tegelikkus ei ole veel kindlalt teada. Kuigi enamik HSS-keevitusmetallide PWHT-uuringuid on keskendunud täistraadile, on veel vähe teadmisi erinevate PWHT-temperatuuride ja ooteaegade mõju kohta metalltäitega keevisõmblustele. Käesoleva uuringu eesmärk oli uurida, kuidas PWHT erinevatel hoidmistemperatuuridel ja -aegadel mõjutab metalltäitega NiTi keevituselektroodide abil valmistatud keevisõmbluste mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi. Selle eesmärgi saavutamiseks viidi läbi keevisõmblusproovide SEM-analüüs, mis olid erinevatel PWHT-temperatuuridel erinevatel aegadel avatud, ning nende proovide puhul kasutati karbidoodide pindalaosa analüüsi, et analüüsida mikrostruktuuri või kõvaduse muutusi, mis on põhjustatud erinevatest PWHT-ajadest.

Vähendatud hapruse murdumine

PWHT (Pressure Wash Heating Treatment) tagab, et keevitatud konstruktsioonide, näiteks torustike ja surveanumate ühendused peavad vastu kõrgele rõhule ja korrosiivsele keskkonnale ning aitavad vähendada hapra murdumise ohtu. Seetõttu on PWHT muutunud nafta- ja gaasitööstuses ning tuumaelektrijaamade regulatiivsete standardite standardiks; lisaks kaitseb see tuumareaktoreid termilise väsimuse eest, kaitstes keevisliiteid PWHT-töötlusega.

Crackwise 3 kasutati, et hinnata, kas C-Mn ja madala legeerterase võib vastu pidada rabedale purunemisele ilma PWHT-ta, tehes mitmeid arvutusi, mis põhinevad pooleldi elliptilistel pinnamurdevigadel, kusjuures nõutav materjali purunemiskindlus arvutati, kasutades selle maksimaalset väärtust paksuse suhtes (K mat ). Master Curve korreleerub vastupidavusega pragurinde plastilise kollapsi vastu; seega vajavad paksemad komponendid tõenäoliselt suuremaid sitkuse väärtusi, kuna on suurem tõenäosus, et plastilise kollapsi alguse ajal on proovi piirkonnad väiksema sitkuse väärtusega.

Arvutused on näidanud, et PWHT kasutamine C-Mn/madalasulamiterasest komponentide rabedamurdumise vähendamiseks võib märkimisväärselt vähendada rabedamurdumise määra tänu madalamatele jääkpingetele, paremale mikrostruktuurile ja potentsiaalselt rabedate piirkondade karastamisele. See vähenemine võib toimuda isegi väga paksude komponentide puhul tänu madalamatele jääkpingetele ja paremale mikrostruktuurile koos kõvade, potentsiaalselt rabedate piirkondade karastamisega.