Hegesztés utáni hőkezelés

A hegesztés utáni hőkezelés során az anyagot a kezdeti előmelegítéstől eltérő hőmérsékletre melegítik fel annak érdekében, hogy megakadályozzák a túl gyors lehűlést, amely belső feszültségeket vagy kedvezőtlen metallurgiai változásokat okozhat.

A PWHT-kezelés a hegesztett fém folyáshatárának körülbelül 30%-jére csökkenti a húzási maradékfeszültségeket, ezzel segítve a rideg törés kockázatának megelőzését, és megkönnyítve a kiváló mechanikai tulajdonságok elérését.

Stressz enyhítése

A hegesztés utáni hőkezelés bármilyen acélminőségnél elvégezhető a hegesztési varrat torzulását vagy korai meghibásodását okozó belső feszültségek enyhítése érdekében; ennek során a munkadarabot az anyag típusától és vastagságától függően beállítható időtartam alatt egy meghatározott hőmérsékletre hevítik.

A feszültségcsökkentő eljárások, mint például a hidrogénes kiégetés és az előmelegítés, előmelegítő kemence használatát igénylik; előmelegítésre lehet szükség szénacélok és magasabb ötvözésű acélok, valamint vastagabb anyagok megmunkálásakor.

Az optimális eredmények elérése érdekében az előmelegítő kemencéket olyan hőelemekkel kell felszerelni, amelyek pontosan figyelemmel kísérik a fűtési és hűtési sebességeket, így csökkentve a hőmérsékleti sokkot, lehetővé téve a hegesztési területek gyorsabb elérését a célhőmérsékletre, valamint megakadályozva az oxidációt, az újramegkeményedést, a túlmelegedést vagy a hidrogénes ridegséget a hegesztési zónában. Ehhez meg kell akadályozni a hőütést, hogy a hegesztési zónák hőütés nélkül érhessék el és tartsák fenn a célhőmérsékletüket, így kiküszöbölve a hőütést, valamint a túlmelegedést, amely a túlmelegedett hegesztési zónák oxidációja, a hegesztési zónákban bekövetkező újramegkeményedés, valamint a zónák közötti egyenetlen fűtési sebességek miatt kialakuló túlmelegedett hegesztési zónák miatt hidrogénes törékenységet okozhat; így megelőzhető a hőütés, miközben a hegesztési zónák hőütés nélkül elérik és megtartják a célhőmérsékletüket, lehetővé téve a hegesztési zónák oxidációját, ugyanakkor a célhőmérséklet fenntartását anélkül, hogy a hegesztési zónák hőmérséklet-ingadozásai miatt hidrogénes törékenység lépne fel, ami a fém szilárdságának és keménységének csökkenését eredményezné a szilárdság/keménység csökkenése miatt, illetve a-visszaedzés vagy újraedzés/újraedzés/újraedzés, amelyek a hegesztési zónában az oxidáció vagy az újraedzés miatt csökkentik az erősséget/keménységet, a hegesztési zóna szilárdságának/keménységének csökkenését a hőmérséklet-szabályozás révén, a célhőmérséklet elérésével túlmelegedés nélkül, elkerülve a hidrogénrepedés kockázatát, illetve a túlmelegedés kockázatát a hegesztési zóna túlmelegedése nélkül, így biztosítva a hegesztési zónát, amely a fém szilárdságának/keménységének csökkenését okozhatná, keménységcsökkenés/keménységvesztés a túlmelegedés/temperálás miatti csökkenésből, illetve a hegesztési zónákban fellépő szilárdság- és keménységvesztés a célhőmérsékleten való tartás révén; csökkenti a hegesztési zóna korrózióját vagy túlmelegedését, ami szilárdság- és keménységvesztéshez vezethet, illetve a hidrogénrepedés miatti hajlamosságot, amely túlmelegedés/devitizáció/újratemperálás/újra csökkentés vagy túlmelegedés miatti csökkenés, ezáltal csökkentve az erősség/keménység veszteséget vagy a túlmelegedés okozta károsodást/keménységet/keménységet, ami csökkenti az erősséget/keménységet, illetve a túlmelegedés/törékenység miatti veszteséget, ami az erősség/keménység veszteségét eredményezi, amikor szükséges, a hőveszteség után a túlmelegedés miatt csökkent a hegesztési zónában, ami hidrogénes törékenységet eredményez.

Normalizálás

A hőkezelés után a profilok normalizálása hatékony módszer a belső feszültségek enyhítésére, a mikroszerkezet természetes állapotba való visszaállítására, a mechanikai tulajdonságok javítására, valamint a hegesztés vagy más folyamatok során fellépő egyenetlen felmelegedés által okozott anizotrópia csökkentésére, továbbá megkönnyíti az alakítást és a gyártást, csökkenteni a megmunkálás közbeni vagy utáni torzulást és repedésképződést, valamint biztosítani a tulajdonságok tételek közötti egyenletességét.

Az izzításhoz hasonlóan a normalizálás során is a hegesztett alkatrészeket lassan és óvatosan a rekristályosodási hőmérsékletük fölé melegítik a belső feszültségek oldása érdekében, majd levegővel vagy vízzel fokozatosan lehűtik őket. A normalizálás abban különbözik a lágyítástól, hogy a lehűtés gyorsabban történik, ami a lágyított eljáráshoz képest kevésbé képlékeny végső fémet eredményez; ez teszi a normalizálást elengedhetetlen eljárássá a kritikus alkatrészek, például a szerkezeti elemek szilárdságának és megbízhatóságának biztosításában.

Lágyítás

A hőkezelés csökkenti a belső feszültségeket és kiküszöböli a hegesztett alkatrészekben előforduló rideg töréseket, növelve ezzel a képlékenységet és javítva az anyag gyárthatóságát.

A fémek szabályozott újrakristályosításához alkalmazott módszer az, hogy az alkatrészeket vagy a teljes szerkezetet az újrakristályosodási pontot meghaladó hőmérsékletre hevítik, majd idővel fokozatosan lehűtik. A szakértők tanácsot adnak az egyes acélfajtákhoz megfelelő hőmérsékletekről és tartózkodási időkről.

Alkalmazhatók olyan előmelegítési technikák, mint a gázégők, az oxigén-gáz lángok, az elektromos takarók vagy az indukciós fűtés; elengedhetetlen, hogy a hőeloszlás a vizsgált terület egészén egyenletes legyen, hogy elkerülhető legyen az intenzív és egyenetlen felmelegedés, amely lassítja a lehűlési sebességet, vagy nemkívánatos metallurgiai változásokat idéz elő az alapfémben – ez hőrepedéshez, torzuláshoz vagy a hegesztési varrat meghibásodásához vezethet. Célszerű hőmérséklet-figyelő technológiát alkalmazni annak biztosítására, hogy a hegesztési területek megfelelő ideig és egyenletesen legyenek melegítve – ez magában foglalhatja például infravörös kamerák vagy hőelemek használatát.

Edzés

A hegesztés utáni, tágulási hevítéssel végzett hőkezelés hatékonyan csökkentheti a maradékfeszültségeket és javíthatja a hegesztett alkatrészek integritását. A fémek szabályozott hőmérsékletre történő gondos hevítésével a tágulási hevítés lehetővé teszi, hogy a hegesztési varrat körüli anyag kitáguljon, ezáltal enyhítve a belső feszültségeket, miközben megvédi azt a nyomás hatására fellépő torzulásoktól vagy meghibásodásoktól.

Az utómelegítés csökkentheti a hidrogén által kiváltott repedés (HIC) kockázatát, amely akkor alakul ki, amikor nagy mennyiségű környezeti hidrogén hatol be a hegesztési varratba, és repedéseket okoz. A hegesztés után, miután a hegesztési varrat megfelelő hőmérsékletre lehűlt, azt egy bizonyos ideig újra fel kell melegíteni, hogy a magjában rekedt hidrogénatomok kiszabadulhassanak és diffúzióval távozhassanak, ezáltal csökkentve a HIC kialakulásának esélyét.

A PWHT nem csupán csökkenti és újraelosztja a maradékfeszültségeket, hanem – megfelelő elvégzés esetén, az adott anyagokhoz pontosan igazított hőmérsékletek és időtartamok alkalmazásával – elősegítheti a temperálás vagy az öregítés hatásait is, javítva ezzel a hegesztési varratok alakíthatóságát és szilárdságát. Ezek az előnyök azonban csak akkor jelentkeznek, ha a kezelést a helyes eljárásoknak megfelelően, a megfelelő időtartamok és hőmérsékletek alkalmazásával végzik el.