Остатъчното напрежение при заваряване се причинява от неравномерното разпределение на температурата на заваръчния шев, причинено от заваряването, термичното разширение и свиване на заваръчния метал и т.н., така че заваръчната конструкция неизбежно ще доведе до остатъчно напрежение.
Най-често срещаният метод за елиминиране на остатъчното напрежение е високотемпературно темпериране, тоест нагряване на заваръчния шев до определена температура и задържане за определен период от време в пещ за термична обработка и използване на намаляване на границата на провлачване на материала при висока температура, за да предизвика пластичен поток на места с високо вътрешно напрежение.Еластичната деформация постепенно намалява, а пластичната деформация постепенно се увеличава, за да се намали напрежението.
1.Избор на метод за термична обработка
Ефектът от топлинната обработка след заваряване върху якостта на опън и границата на пълзене на метала е свързан с температурата на топлинна обработка и времето на задържане.Ефектът от термичната обработка след заваряване върху ударната якост на заваръчния метал варира в зависимост от различните видове стомана.
Топлинната обработка след заваряване обикновено приема единично високотемпературно темпериране или нормализиране плюс високотемпературно темпериране.За газови заваръчни съединения се приема нормализиране и закаляване при висока температура.Това е така, защото зърната на газовия заваръчен шев и засегнатата от топлина зона са груби и зърната трябва да бъдат рафинирани, така че се приема нормализираща обработка.
Въпреки това, единичното нормализиране не може да елиминира остатъчното напрежение, така че е необходимо темпериране при висока температура, за да се елиминира напрежението.Еднократно закаляване при средна температура е подходящо само за сглобяване и заваряване на големи обикновени контейнери от нисковъглеродна стомана, сглобени на място, и целта му е да се постигне частично елиминиране на остатъчното напрежение и дехидрогениране.
В повечето случаи се използва еднократно закаляване при висока температура.Нагряването и охлаждането на термичната обработка не трябва да бъде твърде бързо, а вътрешните и външните стени трябва да са еднакви.
2.Методи за топлинна обработка, използвани в съдове под налягане
Има два вида методи за термична обработка на съдове под налягане: единият е термична обработка за подобряване на механичните свойства;другото е топлинна обработка след заваряване (PWHT).Най-общо казано, термичната обработка след заваряване е термичната обработка на заварената зона или заварените компоненти след заваряване на детайла.
Специфичното съдържание включва отгряване за облекчаване на напрежението, пълно отгряване, твърд разтвор, нормализиране, нормализиране плюс темпериране, темпериране, облекчаване на напрежението при ниска температура, термична обработка с утаяване и др.
В тесен смисъл термичната обработка след заваряване се отнася само до отгряване за облекчаване на напрежението, т.е., за да се подобри работата на зоната на заваряване и да се елиминират вредните ефекти като остатъчното напрежение при заваряване, така че да се загрее равномерно и напълно зоната на заваряване и свързани части под температурната точка на металния фазов преход 2 и след това процеса на равномерно охлаждане.В много случаи обсъжданата термична обработка след заваряване е по същество термична обработка за освобождаване на напрежението след заваряване.
3.Цел на термичната обработка след заваряване
(1).Отпуснете остатъчното напрежение при заваряване.
(2).Стабилизирайте формата и размера на структурата и намалете изкривяването.
(3).Подобрете работата на основния метал и заварените съединения, включително:
а.Подобрете пластичността на заваръчния метал.
b.Намалете твърдостта на засегнатата от топлина зона.
° С.Подобрете якостта на счупване.
д.Подобрете силата на умора.
д.Възстановява или увеличава границата на провлачване, намалена при студено формоване.
(4).Подобрете способността за устойчивост на корозия под напрежение.
(5).Допълнително освобождаване на вредни газове в заваръчния метал, особено водород, за предотвратяване на появата на забавени пукнатини.
4.Преценка за необходимостта от PWHT
Дали топлинната обработка след заваряване е необходима за съда под налягане трябва да бъде ясно посочено в проекта, което се изисква от текущия код за проектиране на съд под налягане.
За заварените съдове под налягане има голямо остатъчно напрежение в зоната на заваряване и неблагоприятните ефекти на остатъчното напрежение.Проявява се само при определени условия.Когато остатъчното напрежение се комбинира с водорода в заваръчния шев, това ще насърчи втвърдяването на зоната, засегната от топлина, което води до генериране на студени пукнатини и забавени пукнатини.
Когато статичното напрежение, оставащо в заваръчния шев, или динамичното напрежение при натоварване се комбинира с корозионното действие на средата, това може да причини корозия на пукнатини, която е така наречената корозия под напрежение.Остатъчното напрежение при заваряване и втвърдяването на основния метал, причинено от заваряване, са важни фактори за напукване от корозия под напрежение.
Резултатите от изследването показват, че основният ефект от деформацията и остатъчното напрежение върху металните материали е промяната на метала от равномерна корозия към локална корозия, тоест към междукристална или трансгранулирана корозия.Разбира се, както корозионното напукване, така и междукристалната корозия на металите възникват в среди, които имат определени характеристики за този метал.
При наличие на остатъчно напрежение то е различно в зависимост от състава, концентрацията и температурата на корозивната среда, както и от разликите в състава, структурата, повърхностното състояние, напрегнатото състояние и др. на основния метал и зоната на заваряване. , така че корозията Характерът на повредата може да се промени.
5. Разглеждане на цялостния ефект на PWHT
Термичната обработка след заваряване не е абсолютно полезна.Като цяло термичната обработка след заваряване е полезна за облекчаване на остатъчното напрежение и се извършва само когато има строги изисквания за корозия под напрежение.Тестът за якост на удар на образеца обаче показва, че термичната обработка след заваряване не е добра за якостта на отложения метал и засегнатата от топлина зона на заваръчния шев и понякога може да възникне междукристално напукване в рамките на диапазона на загрубяване на зърната на заваръчния шев. засегната зона.
Освен това PWHT разчита на намаляване на якостта на материала при висока температура, за да се постигне облекчаване на напрежението.Следователно по време на PWHT структурата може да загуби твърдост.За конструкции, които приемат цялостна или частична PWHT, заваряването при висока температура трябва да се вземе предвид преди топлинна обработка.поддържащ капацитет.
Следователно, когато се обмисля дали да се извърши топлинна обработка след заваряване, предимствата и недостатъците на топлинната обработка трябва да бъдат изчерпателно сравнени.От гледна точка на структурната производителност, има една страна за подобряване на производителността, а другата страна за намаляване на производителността.Трябва да се направи разумна преценка въз основа на цялостно разглеждане на двата аспекта.
Време на публикуване: 20 юни 2023 г