Основы дуговой сварки

Послесварочная термообработка определяет качество сварных изделий

Послесварочная термообработка включает в себя любые процедуры по термообработке после сварки. Послесварочная термообработка изделий из углеродистых сталей и низколегированных сталей выполняется с целью снижения остаточного напряжения после сварки, уменьшения твердости околошовной зоны, повышения пластичности и ударной вязкости, а также освобождения диффундирующего водорода. Главной целью является снижение остаточного напряжения, и послесварочную термообработку называют также «отжигом для снятия напряжения» (SR).

Изделия из аустеничной нержавеющей стали, как правило, не подвергаются термообработке после сварки. Однако если изделие предназначено для использования в условиях сильной коррозии, термообработка после сварки производится с целью растворения карбидов хрома термообработкой твердым раствором, стабилизирования карбидов ниобия (NbC) и карбидов титана (TiC) стабилизирующей термообработкой и снижения остаточных напряжений путем отжига SR.

Важными факторами термической обработки после сварки являются скорость нагрева, температура и время прогревания, скорость остывания, а также разница температур в свариваемом изделии во время циклов нагревания и остывания. Температура и время прогревания – это наиболее важные факторы, так как они определяют скорость снятия напряжений и качество сварного шва. На рисунке 1 показано, как температура и время прогревания влияют на скорость снятия напряжений сварных швов для хромомолибденовой стали 2.25Cr-lMo. Для того, чтобы обеспечить равномерное распределение температуры и свести к минимуму термическое напряжение, указываются максимальные скорости нагревания и остывания, а также максимальная разница температур.

Тогда как в целом металлургический эффект термической обработки после сварки благоприятен, у нее есть и негативные стороны. Продолжительное нагревание может привести к снижению предела прочности на разрыв и ударной вязкости швов. В определенных типах хромомолибденовой стали могут возникнуть трещины отжига.

Для большинства изделий термическая обработка после сварки производится в печи, как показано на рисунке 2 (сверху). На больших строительных участках бывает целесообразным возведение временных специально спроектированных печей для отжига сосудов под давлением и трубных секций. На крупных, возведенных на месте сооружениях, таких как коксовые барабаны и сферические резервуары, сам объект сварки может фактически становиться печью. Печи обычно работают на газе или жидком топливе.

Обычно печь может быть оборудована несколькими зафиксированными термоэлементами, но в случае крупных сосудов под давлением термоэлементы могут также устанавливаться на сам сосуд для более точного контроля температуры. Трубопроводные стыки часто подвергаются местной термической обработке после сварки, как показано на Рисунке 2 (внизу).

Рисунок 1. Влияние термической обработки после сварки на снятие напряжений в сварных швах хромомолибденовой стали 2.25Cr-1Mo [The Complete Book of Welding, Издательство Санпо, Япония]

Рисунок 2. (Сверху): Печь, упраляемая компьютером (Источник снимка: Служба по производству и постаке труб, США) (Снизу): Местый отжиг таврового шва (Исмточник снимка: Служба технической термообработки,Канада)

Верх страницы