A hegesztési kezelés fontossága

A hegesztési kezelés túlmutat az egyszerű hegesztési folyamatokon - a berendezés hosszú élettartamának szerves részét képezi, enyhíti a belső feszültségeket, finomítja a fémszerkezeteket és növeli a mechanikai tulajdonságokat a kiváló megbízhatóság és teljesítmény érdekében.

A hőmérsékletszabályozás kritikus fontosságú az optimális eredmények elérése érdekében. Enélkül a túlhőmérséklés veszélyeztetheti a fém szilárdságát és keménységét, míg az alulhőmérséklés nagyobb maradó feszültségeket, torzulást és nem kívánt metallurgiai változásokat eredményezhet.

Előmelegítés

Az előmelegítés az a gyakorlat, amikor a hegesztés előtt ellenőrzött hőt alkalmaznak a fém alkatrészekre, például nyílt lánggal, gázlánggal vagy elektromos ellenállású fűtőtekercs segítségével. Más források is nyújthatják ezt a szolgáltatást.

Az előmelegítés segít megelőzni a hidegrepedést azáltal, hogy lelassítja a hegesztési tócsák/pocsolyák és a környező nemesfém hűtési sebességét, valamint elűzi a nedvességet/hidrogént, amely egyébként hozzájárulhatna a repedés kialakulásához, egyenletesebben osztja el a szilárdulási feszültségeket, és elűzi a nedvességet/hidrogént, amely hozzájárulhat a hidegrepedéshez a hegesztési varratokban.

Számos hegesztési eljáráshoz olyan kezdeti előmelegítési hőmérsékletet kell beállítani, amely megfelel az adott alapfémnek, hegesztési eljárásnak és szelvényvastagságnak. Ennek a hőmérsékletnek a fenntartása a hegesztés során kulcsfontosságú a képlékeny fémszerkezetű hegesztési varratok előállításához és a hidrogénrepedések elkerülése érdekében.

Sok ötvözet, például a csapadékkeményedő acélok, hegesztés utáni hőkezelést igényelnek, hogy a hegesztés után visszanyerjék eredeti tulajdonságaikat. Ez magában foglalhat oldatlágyítást vagy mesterséges öregítést; más anyagok csak normalizáló kezelést igényelnek a hegesztés után; hogy melyik típust, azt a szabványkövetelmények, az anyagtulajdonságok és az üzemi körülmények határozzák meg.

Interpass

Az interpass hegesztés közbeni hőmérséklet-szabályozás segít megelőzni a repedéseket és javítani a hegesztés minőségét, mivel egyenletes hőmérsékletet biztosít az egész hegesztési zónában és az előmelegítési hőmérséklet közelében. Bizonyos esetekben ehhez egy speciális, az optimális lángeloszlás érdekében állítható rózsabimbócsúccsal ellátott égőfejjel rendelkező fáklya használatára lehet szükség.

A tipikus hegesztési eljárásra vonatkozó előírások meghatározzák a minimális áthaladási hőmérsékleteket és követelményeket, amelyek a hegesztési anyag vastagságától függően változnak, és amelyek digitális pirométerekkel vagy hőmérséklet-jelző krétákkal, például a Tempilstik(r) segítségével ellenőrizhetők.

Az egyenletes áthaladás közötti hőmérséklet fenntartása segít a hidegrepedés minimalizálásában azáltal, hogy gyorsabban felgyorsítja a hidrogén diffúzióját a hegesztési gyöngyből, és lehetővé teszi az ötvözetnek az ausztenitből a ferritbe való könnyebb visszatérését a hegesztési áthaladások között, javítva a hegesztés szívósságát, miközben potenciálisan csökkenti a hegesztés utáni hőkezelés (PWHT) követelményeit a csapadékkeményedő ötvözetek esetében; azonban a szilárd oldatú és korrózióálló ötvözetek gyakran igényelnek hegesztés utáni hőkezelést, amelyet a Haynes International útmutatása szerint kell elvégezni.

Hegesztés utáni hőkezelés

A hegesztés utáni hőkezelés segít csökkenteni a rideg törés és a hidrogén okozta repedések kockázatát, amelyek különösen gyakoriak olyan területeken, mint az olajvezetékek. Továbbá a hegesztés utáni hőkezelések segítenek biztosítani az egyenletes mechanikai tulajdonságokat, csökkentik a torzulásokat és a fáradási élettartamot a kritikus terheléseknél, miközben javítják a fáradási élettartamot a kritikus terheléseknél.

A hegesztés során nagy mennyiségű hidrogén kerül az anyagba. Ha a hegesztési varratot nem melegítik és hűtik hatékonyan, ez a hidrogén kiszóródhat a határain kívülre, és ridegséget vagy hidrogén okozhat, illetve hidrogén okozta repedést (HIC). A hegesztés utáni hőkezelés lehetővé teszi a hidrogén biztonságos távozását, ezáltal csökkentve a HIC kockázatát.

A PWHT a hegesztési zónák mikroszerkezetének javítására is használható edzési és normalizálási folyamatok révén, javítva például a rozsdamentes acél alkatrészek szívósságát és a feszültségkorróziós repedésekkel szembeni ellenállását. A lézerhegesztett NiTi minták SEM-fényképei azt mutatják, hogy a hőkezelés kisebb méretű csapadékokat hoz létre, amelyek növelik a fáradási élettartamot [102]. A PWHT-t körültekintően kell végezni, hogy elkerüljük a torzulást és az egyenetlen feszültségmentesítést a kezelés során a hegesztési zónák fokozatos felmelegítésével és lehűtésével [103,104].

Áramtalanítás

Az árasztás a hegesztés előtti utolsó hőkezelés. Ez az eljárás gyorsan lehűti a fémet a martenzit kiindulási pontja alatti hőmérsékletre, ami csökkenti a húzószilárdságot, miközben javítja a szívósságot.

A hűtési sebesség a választott hűtőközegtől függ; a levegő népszerű hűtőközeg, mivel olcsó, nem gyúlékony és gyors hűtési sebességet biztosít; azonban torzulást okozhat a fém alkatrészekben, és a legtöbb ötvözethez nem alkalmas.

Az olvasztás alapvető lépés az olvasztással hegesztett csövek hegesztési zónájában (HAZ) lévő magas maradó feszültségek csökkentésére. A maradó feszültségek koncentrációjának növekedése növeli a hidegrepedések és a fáradási repedések kockázatát; e probléma mérséklése érdekében a hűtésnek optimális sebességgel kell történnie, hogy maximalizálja a szilárd oldatba oldott ötvözőelemeket, miközben egyidejűleg minimalizálja a torzulást és a maradó feszültségeket - ehhez mind a jó mérőeszköz-ellenőrzésre, mind pedig egy kialakított hegesztési eljárás minősítési specifikációs specifikációjára szükség van.