용접 후 가열 후

용접 후 가열은 온도를 빠르게 상승시킨 후 빠르게 하강시켜 잔류 응력을 완화하고 뒤틀림을 방지하며 연성을 향상시켜 구조적 무결성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

용접 후 열처리(PWHT)는 제조 공정의 필수 요소로, 잔류 응력을 재료 항복 강도 이하 수준으로 낮추는 데 도움이 됩니다.

스트레스 해소

용접은 재료를 고온에 노출시키고 미세 구조 변화를 일으켜 재료에 잔류 응력을 발생시킵니다. 이러한 응력을 해결하지 않고 방치하면 변형이나 구조적 고장으로 이어질 수 있으며, 이를 완화하는 한 가지 방법은 용접 부위를 후열하는 것이라고 Smith는 말합니다.

가열은 용광로, 전기 저항 발열체 또는 유도 장비를 사용하여 수행할 수 있으며 재료의 낮은 변형 온도 이상을 유지해야 합니다. 이상적인 결과를 얻으려면 가열이 균일해야 합니다.

HIC, 수소 유도 균열)은 용접 후 열처리를 통해 수소가 용접부로 확산되지 않고 더 천천히 확산되도록 하여 수축 응력을 줄이고 수소 소산 시간을 제공하여 비드 밑 균열 위험을 줄임으로써 예방할 수 있습니다. 또한 용접 후 열처리는 용접 구조물을 정상화하여 해양 환경이나 극한의 날씨에서 강도와 인성을 개선하는 역할을 하며, 용접 구조물이 해양 환경이나 극한의 날씨와 같은 열악한 환경 조건에 노출될 때 용접 후 열처리가 특히 유용합니다.

정규화

노멀라이징은 이전 제조 공정에서 발생한 내부 응력과 불규칙한 입자 구조를 제거하여 용접된 소재를 원래의 상태로 복원합니다. 이를 통해 용접 취성을 줄이는 동시에 인성과 강도를 높이고, 가공성을 개선하여 더 많은 소재를 가공할 수 있습니다.

이 공정에서는 최적의 결과를 위해 가스 버너, 산소 가스 불꽃, 전기 담요, 인덕션 코일 또는 용광로 가열을 사용할 수 있습니다. 가열 온도, 담금 기간, 냉각 속도가 고르지 않으면 잔류 응력 수준이 높아지거나 변형 또는 바람직하지 않은 금속학적 변화가 발생할 수 있으므로 모두 신중하게 관리해야 합니다.

ASME 압력 용기 및 배관 코드와 같은 산업 코드에서는 특정 두께의 용접에 PWHT를 요구합니다. PWHT는 용접 부위 내에서 수소로 인한 균열을 방지하여 수명을 연장하는 동시에 파이프의 냉간 균열을 방지하는 효과적인 기술입니다. 또한 PWHT는 다른 공정(예: 성형)을 통해 형성된 재료에도 사용할 수 있습니다.

템퍼링

용접 부위의 고온으로 인해 발생하는 내부 응력과 경도를 줄이기 위해 템퍼링이 필요한 경우가 많으며, 그렇지 않으면 가공 중 뒤틀림이나 압력 고장으로 이어질 수 있습니다.

용접 후 열처리 방법은 일반적으로 금속을 높은 온도로 가열하고 정해진 시간 동안 유지하여 갇힌 수소 원자가 빠져나가도록 하여 취화 및 부식을 방지하는 방식으로 구성됩니다.

중요한 애플리케이션에는 정밀한 열 제어를 위한 고급 PWHT 기술이 필요합니다. 여기에는 모니터링 목적으로 열전대가 부착된 제어 가능한 가열 시스템 또는 처리할 금속을 감싸는 전기 저항선 코일을 사용하여 그 안에 와류를 형성하는 자기장을 유도하는 교류 전류를 사용하는 유도 가열이 포함될 수 있으며, 기존 PWHT 기술에 사용되는 기존의 가스 또는 오일 버너보다 훨씬 더 정밀한 제어를 제공합니다.

어닐링

용접의 강도와 내구성을 높이기 위해 용액 어닐링과 노멀라이징 등 다양한 어닐링 기술을 사용합니다. 또한 반복적인 응력, 진동, 충격에도 균열 없이 견딜 수 있도록 템퍼링 기법을 활용합니다.

예열, 인터패스 및 응력 완화 온도를 제어하면 다양한 온도 영역에서 재료의 국부적인 가열을 방지하여 열 충격을 완화하는 데 도움이 됩니다. 이렇게 하면 용접 전체에 걸쳐 구조적 무결성을 유지하면서 열 영향 영역 내에서 새로운 응력이나 왜곡이 발생할 가능성을 크게 줄일 수 있습니다.

적절한 용접 후 열처리는 고강도 및 두꺼운 소재의 균열을 유발하는 수소 취성을 감소시킵니다. 이를 위해 수소 베이크 아웃과 같은 기술을 사용하여 표면 재료에서 수소 원자를 제거하여 용접부로 확산되어 균열이나 손상을 일으키지 않도록 합니다. 일반적으로 버너나 저항 히터에 비해 재료를 빠르고 정밀하게 가열하는 유도 열원을 사용합니다.