Czy wiesz, jak ważne jest podgrzewanie wstępne przed spawaniem i obróbka cieplna po spawaniu?

Znaczenie podgrzewania wstępnego przed spawaniem i obróbki cieplnej po spawaniu

Rozgrzej przed spawaniem

Podgrzewanie wstępne przed spawaniem i obróbka cieplna po spawaniu są bardzo ważne dla zapewnienia jakości spawania. Spawanie ważnych elementów, spawanie stali stopowej i spawanie grubych części wymaga wstępnego podgrzania przed spawaniem. Główne funkcje podgrzewania przed spawaniem są następujące:

(1) Podgrzewanie może spowolnić szybkość chłodzenia po spawaniu, ułatwić ucieczkę rozproszonego wodoru w metalu spoiny i uniknąć pęknięć wywołanych wodorem. Jednocześnie zmniejsza stopień utwardzenia spoiny i strefy wpływu ciepła oraz poprawia odporność złącza spawanego na pękanie.

(2) Podgrzewanie może zmniejszyć naprężenia spawalnicze. Jednolite lokalne podgrzewanie wstępne lub ogólne podgrzewanie wstępne może zmniejszyć różnicę temperatur (zwaną również gradientem temperatury) pomiędzy spawanymi przedmiotami w obszarze spawania. W ten sposób z jednej strony zmniejszają się naprężenia spawalnicze, a z drugiej strony zmniejsza się szybkość odkształcenia spawalniczego, co pomaga uniknąć pęknięć spawalniczych.

(3) Podgrzewanie może zmniejszyć wiązanie konstrukcji spawanych, szczególnie w połączeniach narożnych. Wraz ze wzrostem temperatury wstępnego podgrzewania częstość występowania pęknięć maleje.

Dobór temperatury nagrzewania wstępnego i temperatury międzywarstwowej nie jest związany tylko ze składem chemicznym stali i pręta spawalniczego, ale także związany ze sztywnością konstrukcji spawanej, metodą spawania, temperaturą otoczenia itp. i powinien być określony po kompleksowym rozważeniu tych czynników. Ponadto równomierność temperatury podgrzewania wstępnego w kierunku grubości blachy stalowej oraz równomierność w obszarze spoiny mają istotny wpływ na zmniejszenie naprężeń spawalniczych. Szerokość miejscowego podgrzewania należy określić w zależności od stanu utwierdzenia spawanego przedmiotu. Ogólnie rzecz biorąc, powinna ona wynosić trzykrotność grubości ścianki wokół obszaru spawania i nie powinna być mniejsza niż 150-200 mm. Jeśli podgrzewanie jest nierównomierne, zamiast zmniejszać naprężenia spawalnicze, zwiększa ono naprężenia spawalnicze.

Obróbka cieplna po spawaniu

Cel obróbki cieplnej po spawaniu jest trojaki: wyeliminowanie wodoru, wyeliminowanie naprężeń spawalniczych oraz poprawa struktury spoiny i ogólnej wydajności.

Po spawaniu usuwanie wodoru odnosi się do niskotemperaturowej obróbki cieplnej przeprowadzanej po zakończeniu spawania, gdy spoina nie ostygła jeszcze poniżej 100°C. Ogólna specyfikacja obejmuje ogrzewanie do 200 ~ 350 ℃ i utrzymywanie ciepła przez 2-6 godzin. Główną funkcją pospawowej eliminacji wodoru jest przyspieszenie ulatniania się wodoru w spoinie i strefie wpływu ciepła oraz jest niezwykle skuteczna w zapobieganiu pęknięciom spawalniczym podczas spawania stali niskostopowych.

Podczas procesu spawania, ze względu na nierównomierne nagrzewanie i chłodzenie, a także wiązania lub ograniczenia zewnętrzne samego elementu, naprężenia spawalnicze zawsze będą generowane w elemencie po zakończeniu prac spawalniczych. Występowanie naprężeń spawalniczych w elementach powoduje zmniejszenie rzeczywistej nośności obszaru złącza spawanego i powoduje odkształcenia plastyczne. W poważnych przypadkach spowoduje to również uszkodzenie elementu.

Obróbka cieplna odprężająca ma na celu zmniejszenie granicy plastyczności spawanego przedmiotu w wysokiej temperaturze, aby osiągnąć cel rozluźnienia naprężeń spawalniczych. Istnieją dwie powszechnie stosowane metody: jedna to ogólne odpuszczanie w wysokiej temperaturze, to znaczy umieszczenie całej konstrukcji spawanej w piecu grzewczym, powolne nagrzewanie jej do określonej temperatury, następnie utrzymywanie jej w cieple przez pewien czas, a na koniec schładzanie w powietrzu lub w piecu. Ta metoda może wyeliminować 80% -90% naprężeń spawalniczych. Inną metodą jest miejscowe odpuszczanie w wysokiej temperaturze, czyli jedynie podgrzanie spoiny i jej otoczenia, a następnie powolne jej schładzanie w celu zmniejszenia wartości szczytowej naprężeń spawalniczych i złagodzenia rozkładu naprężeń, a tym samym częściowej eliminacji naprężeń spawalniczych.

Po spawaniu niektórych materiałów ze stali stopowych złącza spawane będą miały utwardzoną strukturę, co pogorszy właściwości mechaniczne materiałów. Ponadto ta utwardzona struktura może powodować uszkodzenie złącza pod wpływem naprężeń spawalniczych i wodoru. Jeśli po obróbce cieplnej poprawi się struktura metalograficzna złącza, poprawi się plastyczność i wytrzymałość złącza spawanego, poprawiając w ten sposób kompleksowe właściwości mechaniczne złącza spawanego.