Важность предварительного нагрева перед сваркой и термообработки после сварки

1. Основные функции предварительного нагрева перед сваркой заключаются в следующем:

(1) Предварительный нагрев может замедлить скорость охлаждения после сварки, что способствует выходу диффузного водорода из металла сварного шва во избежание водородного растрескивания. Также снижается степень закалки шва и зоны термического влияния, повышается трещиностойкость сварного соединения.

(2) Предварительный нагрев снижает сварочное напряжение. Равномерный локальный или общий предварительный нагрев может уменьшить разницу температур между свариваемыми деталями в зоне сварки (также известную как температурный градиент). Это, с одной стороны, снижает сварочные напряжения, а с другой стороны, снижает скорость сварочной деформации, что способствует исключению сварочных трещин.

(3) Предварительный нагрев может уменьшить сужение сварной конструкции, что особенно очевидно для уменьшения сужения углового соединения. С увеличением температуры предварительного нагрева скорость образования трещин снижается.

Выбор температуры предварительного подогрева и межслойной температуры связан не только с химическим составом стали и электрода, но и с жесткостью сварной конструкции, методом сварки, температурой окружающей среды и т. д., которые должны определяться с учетом этих факторов. Кроме того, существенное влияние на снижение сварочного напряжения оказывает равномерность температуры предварительного нагрева по толщине стального листа и в зоне сварного шва. Ширина локального предварительного нагрева должна определяться ограничениями свариваемой детали, обычно она должна быть в три раза больше толщины стенки вокруг зоны сварки и не должна быть менее 150-200 мм. Если предварительный нагрев не является равномерным, это не только не уменьшит сварочное напряжение, но и увеличит сварочное напряжение.

2. Термическая обработка после сварки.

Цель послесварочной термообработки тройная: удаление водорода, устранение сварочного напряжения и улучшение организации сварки и общих характеристик.

Обработка удаления водорода после сварки относится к низкотемпературной термообработке после завершения сварки, когда сварной шов еще не остыл ниже 100 градусов. Общие характеристики нагрева до 200–350 градусов, выдержка 2-6 часов. Основная роль дегидрирующей обработки после сварки заключается в ускорении выхода водорода в зоне сварного шва и термического влияния, поскольку предотвращение образования сварочных трещин при сварке низколегированных сталей является чрезвычайно эффективным.

В процессе сварки из-за неравномерности нагрева и охлаждения, а также из-за того, что сам компонент создает ограничения или внешние ограничения, в конце сварочных работ в компоненте всегда будет возникать сварочное напряжение. Сварочное напряжение в детали снизит фактическую несущую способность зоны сварного соединения, что приведет к пластической деформации, а в серьезных случаях приведет к разрушению детали.

Термическая обработка для снятия напряжений заключается в том, чтобы привести сварную деталь в высокотемпературное состояние, ее предел текучести снижается, чтобы достичь цели релаксации сварочного напряжения. Существует два обычно используемых метода: один - это весь высокотемпературный отпуск, то есть сварка целиком помещается в нагревательную печь, медленно нагревается до определенной температуры, затем выдерживается в течение определенного периода времени и, наконец, охлаждается в печи. на воздухе или в печи. С помощью этого метода можно устранить 80% -90% сварочного напряжения. Другим методом является локальный высокотемпературный отпуск, то есть только сварной шов и прилегающие к нему участки нагреваются, а затем медленно охлаждаются, чтобы уменьшить пик сварочного напряжения, так что распределение напряжений становится относительно плавным и играет определенную роль в устранение цели сварочного напряжения.

У некоторых легированных сталей после сварки их сварные соединения приобретают закаленный вид, вследствие чего механические свойства материала ухудшаются. Кроме того, эта затвердевшая ткань под воздействием сварочного напряжения и роли водорода может привести к разрушению соединения. Если после термической обработки металлургическая организация соединения улучшается, пластичность и вязкость сварного соединения улучшаются, что улучшает комплексные механические свойства сварного соединения.