Wissen Sie, wie wichtig das Vorwärmen vor dem Schweißen und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist?

Die Bedeutung des Vorwärmens vor dem Schweißen und der Wärmebehandlung nach dem Schweißen

Vor dem Schweißen vorwärmen

Das Vorwärmen vor dem Schweißen und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen sind sehr wichtig, um die Schweißqualität sicherzustellen. Das Schweißen wichtiger Komponenten, das Schweißen von legiertem Stahl und das Schweißen dicker Teile erfordern alle ein Vorwärmen vor dem Schweißen. Die Hauptfunktionen des Vorwärmens vor dem Schweißen sind folgende:

(1) Vorwärmen kann die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schweißen verlangsamen, das Entweichen von diffusem Wasserstoff im Schweißgut erleichtern und wasserstoffinduzierte Risse vermeiden. Gleichzeitig wird der Aushärtungsgrad der Schweiß- und Wärmeeinflusszone verringert und die Rissbeständigkeit der Schweißverbindung verbessert.

(2) Vorwärmen kann die Schweißspannung reduzieren. Durch eine gleichmäßige lokale Vorwärmung oder Gesamtvorwärmung kann der Temperaturunterschied (auch Temperaturgradient genannt) zwischen den zu verschweißenden Werkstücken im Schweißbereich verringert werden. Auf diese Weise wird einerseits die Schweißspannung reduziert und andererseits die Schweißdehnungsrate reduziert, was zur Vermeidung von Schweißrissen beiträgt.

(3) Vorwärmen kann die Belastung geschweißter Strukturen verringern, insbesondere bei Eckverbindungen. Mit steigender Vorwärmtemperatur nimmt die Rissbildungsrate ab.

Die Wahl der Vorwärmtemperatur und der Zwischenschichttemperatur hängt nicht nur von der chemischen Zusammensetzung des Stahls und des Schweißstabs ab, sondern auch von der Steifigkeit der Schweißstruktur, der Schweißmethode, der Umgebungstemperatur usw. und sollte nach umfassender Überlegung festgelegt werden dieser Faktoren. Darüber hinaus haben die Gleichmäßigkeit der Vorwärmtemperatur in Dickenrichtung des Stahlblechs und die Gleichmäßigkeit im Schweißbereich einen wichtigen Einfluss auf die Reduzierung der Schweißspannung. Die Breite der lokalen Vorwärmung sollte entsprechend dem Einspannzustand des zu schweißenden Werkstücks bestimmt werden. Im Allgemeinen sollte sie das Dreifache der Wandstärke um den Schweißbereich betragen und 150–200 mm nicht unterschreiten. Wenn die Vorwärmung ungleichmäßig ist, wird die Schweißspannung nicht verringert, sondern erhöht.

Wärmenachbehandlung

Der Zweck der Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist dreifach: Beseitigung von Wasserstoff, Beseitigung von Schweißspannungen sowie Verbesserung der Schweißstruktur und der Gesamtleistung.

Die Behandlung zur Wasserstoffeliminierung nach dem Schweißen bezieht sich auf die Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur, die durchgeführt wird, nachdem das Schweißen abgeschlossen ist und die Schweißnaht noch nicht unter 100 °C abgekühlt ist. Die allgemeine Spezifikation besteht darin, auf 200–350 °C zu erhitzen und 2–6 Stunden lang warm zu halten. Die Hauptfunktion der Wasserstoffentfernungsbehandlung nach dem Schweißen besteht darin, das Entweichen von Wasserstoff in der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone zu beschleunigen. Sie ist äußerst wirksam bei der Verhinderung von Schweißrissen beim Schweißen von niedriglegiertem Stahl.

Während des Schweißprozesses kommt es nach Abschluss der Schweißarbeiten aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung und Abkühlung sowie der Zwänge oder äußeren Zwänge des Bauteils selbst immer zu Schweißspannungen im Bauteil. Das Vorhandensein von Schweißspannungen in Bauteilen verringert die tatsächliche Tragfähigkeit des Schweißverbindungsbereichs und führt zu plastischer Verformung. In schweren Fällen kommt es auch zu Schäden am Bauteil.

Bei der Spannungsabbau-Wärmebehandlung soll die Streckgrenze des geschweißten Werkstücks bei hoher Temperatur verringert werden, um den Zweck der Entspannung der Schweißspannung zu erreichen. Es gibt zwei gebräuchliche Methoden: Die eine ist das allgemeine Hochtemperaturanlassen, d. h. das gesamte Schweißstück wird in einen Heizofen gelegt, langsam auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, dann eine Zeit lang warm gehalten und schließlich abgekühlt der Luft oder im Ofen. Mit dieser Methode können 80–90 % der Schweißspannung eliminiert werden. Eine andere Methode ist das lokale Hochtemperaturanlassen, d. h. die Schweißnaht und ihre Umgebung werden nur erhitzt und dann langsam abgekühlt, um den Spitzenwert der Schweißspannung zu reduzieren und die Spannungsverteilung sanfter zu gestalten, wodurch die Schweißspannung teilweise eliminiert wird.

Nach dem Schweißen einiger legierter Stahlmaterialien weisen die Schweißverbindungen verhärtete Strukturen auf, die die mechanischen Eigenschaften der Materialien verschlechtern. Darüber hinaus kann diese verhärtete Struktur unter Einwirkung von Schweißspannung und Wasserstoff zu Verbindungsschäden führen. Wenn nach der Wärmebehandlung die metallografische Struktur der Verbindung verbessert wird, werden die Plastizität und Zähigkeit der Schweißverbindung verbessert, wodurch die umfassenden mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung verbessert werden.