Technologie svařování polyetylenových trubek vyhřívaným nástrojem.

Svařování natupo vyhřívaným nástrojem sestává z ohřevu konců trubek nebo dílů, které mají být svařovány, dokud polyethylen nedosáhne stavu viskózního toku v přímém kontaktu s ohřívaným nástrojem, a poté spojení konců pod tlakem po odstranění nástroje.

Hlavní parametry procesu svařování na tupo jsou:

– teplota zahřátého nástroje T_н;

– doba tání t_op a vytápění t_н;

– tlak zahřátého nástroje na konce při tavení P_op a topení P_н;

– délka technologické pauzy mezi koncem ohřevu a začátkem srážek t. t_п;

– tlak na konce při sedání P_vosy;

– doba chlazení svarového spoje pod tlakem t_ochladit.;

U strojů se středním a vysokým stupněm automatizace může být doplňkovým standardizovaným parametrem doba nárůstu srážkového tlaku t_Д

Změna hodnot parametrů v průběhu procesu svařování se provádí podle cyklogramu, obr. 7.

Technologické parametry svařování se volí z tabulek 1–4 podle druhu polyetylenu, ze kterého jsou trubky a díly vyrobeny.

Teplota pracovní plochy ohřívaného nástroje se volí podle tabulky 4 v závislosti na materiálu svařovaných trubek (PE 80, PE 100).

Doba tání t _op., zpravidla není standardizováno a závisí na vzhledu primárního otřepu.

Tavení a ohřev konců svařovaných trubek a dílů se provádí současně (synchronně) jejich kontaktem s povrchy ohřívaného nástroje.

Tavení konců musí být prováděno pod tlakem
Р_op = 0,2 ± 0,02 MPa
(2,0 ± 0,2 kgf/cm2), během doby t_op dostatečné k vytvoření kuliček roztaveného materiálu (primární otřepy) po celém obvodu konců trubek v kontaktu s ohřívačem, s výškou alespoň:

– 1,0 mm pro tloušťku stěny trubky od 5 do 10 mm;

– 1,5 mm pro tloušťku stěny trubky od 10 do 12 mm;

– 2,0 mm pro tloušťku stěny trubky od 12 do 20 mm;

– 2,5 mm pro tloušťku stěny trubky od 20 do 26 mm;

– 3,0 mm pro tloušťku stěny trubky od 26 do 35 mm.

Poté, co se objeví počáteční otřepy, musí být tlak snížen na Р_н = (0,02±0,01) MPa (0,2±0,1 kgf/cm2) a zahřívejte konce po dobu t_н, která v závislosti na rozsahu (tloušťce stěny) potrubí, teplotě okolního vzduchu T_о je třeba vybrat podle tabulky. 5.

Teplota pracovní plochy vyhřívaného nástroje, ºС

Parametr	Teplota okolního vzduchu Tо, °С a typ polyethylenu
Od mínus 15 do 0	Od 0 po 20	Od 20 po 45
PE100	PE80	PE100	PE80	PE100	PE80
Teplota pracovní plochy nástroje	230 10 ±	220 10 ±	220 10 ±	210 10 ±	210 10 ±	200 10 ±

Doba ohřevu konců trubek t_н, s, od PE80 a PE100

Řada svařovaných trubek podle GOST R 50838	Teplota okolního vzduchu T_о, ºС a doba ohřevu, s
Standardní poměr velikosti	Průměr trubky a tloušťka stěny, mm	Od mínus 15 do 0	Od 0 po 20	Od 20 po 45
SDR 11	63×5,8-75×6,8	75-110	60-105	50-.95
90×8,-110×10,0	100-140	85-140	70-125
125×11,4-140×12,7	120-170	100-165	80-150
160×14,6-180×16,4	155-210	135-200	105-185
200×18,2-225×20,5	190-260	160-250	125-225
250×22,7-315×28,6	250-360	225-350	210-310
SDR 17,6	90×5,2-110×6,3	70-105	55-100	45-90
125×7,1-140×8,0	95-125	80-120	60-110
160×9,1-180×10,3	105-140	90-140	70-125
200×11,4-225×12,8	120-170	100-165	80-150
250×14,27-315×18,5	135-200	115-190	90-180

Tlak P je povolen_н snížit na minimum při zachování stálého kontaktu konců trubek (dílů) s ohřívaným nástrojem.

Doba trvání technologické pauzy potřebné k odstranění zahřátého nástroje by měla být minimální, ne více než:

– 3 s – pro trubky Ø 63 mm;

– 4 s — pro trubky od Ø 90 do 140 mm;

– 5 s — pro trubky od Ø 140 do 250 mm;

— 6 s – pro trubky od Ø 250 do 315 mm.

Po vyjmutí zahřátého nástroje se konce trubek nebo částí trubek spojí a spoj se pod tlakem rozruší. Р_vosy = (0,2±0,02) MPa (2,0±0,02 kgf/cm2). Vyrovnání spáry musí být provedeno plynulým zvyšováním tlaku na stanovenou úroveň. Doba nárůstu tlaku usazování t_д, s, pro trubky vyrobené z PE 80, PE 100, je třeba převzít z tabulky 6.

Chlazení spoje musí být provedeno pod tlakem srážek během doby t_ochladit, jehož hodnota je převzata z tabulky. 7. v závislosti na tloušťce stěny svařovaných trubek a dílů a teplotě okolního vzduchu T_о.

Doba nárůstu tlaku usazování t_д, s, pro trubky z PE80, PE100

Řada svařovaných trubek podle GOST R 50838	Timet_д, с
Standardní poměr velikosti	Průměr trubky a tloušťka stěny, mm
SDR 11	63×5,8-75×6,8	3-7
90×8,2-110×10,0	4-8
125×11,4-140×12,7	4-11
160×14,6-180×16,4	6-12
200×18,2-225×20,5	8-14
250×22,7-315×28,6	10-16
SDR 17,6	90×5,2-110×6,3	3-6
125×7,1-140×8,0	4-7
160×9,1-180×10,3	4-8
200×11,4-225×12,8	5-10
250×14,27-315×18,5	8-12

Přečtěte si více

Termíny setí kukuřice - kdy a jak zasadit kukuřici do otevřeného terénu

Doba chlazení spoje t_ochladit, min, ne méně než pro trubky vyrobené z PE80 a PE100

Řada svařovaných trubek podle GOST R 50838	Teplota okolního vzduchu T_о, ºС a doba ohřevu, s
Standardní poměr velikosti	Průměr trubky a tloušťka stěny, mm	Od mínus 15 do 0	Od 0 po 20	Od 20 po 45
SDR 11	63×5,8–75×6,8	4-5	5 -6	6-7
90×8,2–110×10,0	6-7	7-8	8-9
125×11,4–140×12,7	8-11	10-13	12-15
160×14,6–180×16,4	11-14	13-16	15-18
200×18,2–225×20,5	16-21	18-23	20-25
250×22,7–315×28,6	24-30	26-.32	28-36
SDR 17,6	90×5,2–110×6,3	4-5	5-6	6-7
125×7,1–140×8,0	5-6	6-7	8-9
160×9,1–180×10,3	8-10	9-12	10-12
200×11,4–225×12,8	10-11	11-13	13-15
250×14,27–315×18,5	18-22	19-24	21-28

Aby se zvýšila přesnost udržování specifikovaných tlaků (P_op., R_н, R_vosy) při svařovacím procesu je nutné počítat se ztrátami třením pohyblivých částí svářečky a trubky (úseku) pohybující se při svařování. K tomu se před svařováním každého spoje změří síla při volnoběhu pohyblivé svorky centralizátoru stroje s v ní upevněnou trubkou (sekcí), která se přičte k síle potřebné k vytvoření stanovených tlaků (P_op., R_н, R_vosy).

Pro snížení ztrát třením se doporučuje používat přenosné a výškově nastavitelné válečkové podpěry.

Při svařování vyhřívaným nástrojem jsou pracovní plochy ohřívače pokryty antiadhezivní vrstvou, která zabraňuje přilnutí taveniny k nástroji.

Parametry procesního cyklogramu (obrázek 7) a režimy svařování (tabulky 4–7) trubek různého sortimentu dodržuje svařovací stroj s vysokým stupněm automatizace automaticky, se středním stupněm automatizace – některé parametry provádí ručně, u ručních svařovacích strojů se automaticky udržuje pouze teplota topného nástroje.

Značení svarových spojů (kód operátora) se provádí permanentní fixou jasné barvy (např.: bílá nebo žlutá pro černé trubky, černá a modrá pro žluté trubky).

Označení (číslo spoje a kód obsluhy) je umístěno vedle spoje na straně nejblíže továrnímu označení trubek.

Je přípustné označit (kód obsluhy) razítkem na horkou taveninu otřepu 20-40 sekund po ukončení pěchovací operace při ochlazování spoje ve svěrkách centralizátoru svářečky ve dvou diametrálně protilehlých bodech. Doporučuje se používat razítka typu PU-6 nebo PU-8 podle GOST 2930.

Při provádění práce provádět systematickou provozní kontrolu kvality montáže pro režimy svařování a svařování;

Příprava na práci a pracovní příkaz. Na pracovišti jsou svařované trubky upevněny v pevných a pohyblivých svorkách svařovací jednotky. Konce by měly vyčnívat 15-20 mm. Díly tvarového profilu, přechody a pouzdra jsou upevněny pouze v pohyblivé svěrce, ve speciálních vložkách, které jsou dodávány se svařovací jednotkou a instalují se místo vložek 14. (obr. 4). Při přechodu z trubky většího průměru na menší je třeba přechodovou objímku nejprve navařit na trubku menšího průměru. Namontujte koncové řezací zařízení na tyče válců a zajistěte je. Pomocí rukojeti 10 (obr. 4) pevně přitlačte konce pevných trubek k řezacímu zařízení. Otáčením rukojetí řezacího zařízení se zastřihují konce obou trubek. Současně s řezáním trubky se ohřívač zahřívá (plochy ohřívače je nutné očistit od usazenin škrabkou).

Teplota jeho ohřevu je řízena automaticky. Indikátor je v ohřívači až do х dokud se šipka na stupnici nezastaví ve vyznačeném sektoru, zatímco u trubek vyrobených z polyethylenu střední hustoty PSP by měla být šipka na začátku sektoru (TH-230-240º C) a u trubek vyrobených z vysokohustotního polyethylenu HDPE na konci sektoru (TN-250-260º C). Po určení teploty se indikátor vyjme z otvoru ohřívače a vloží se do držáku na plášti hořáku. Poté je ohřívač instalován v mezeře mezi zpracovanými konci výrobků. Ručním pohybem pohyblivé svěrky pomocí ručního pohybového mechanismu jsou konce přitlačovány k ohřívacím rovinám.

Ventil hydraulického systému je uzavřen a čerpadlo vytváří požadovaný tlak. Po roztavení konců se rychle uvolní tlak v hydraulickém systému a čerpadlo vytvoří tlak potřebný pro ohřev. Po zahřátí se tlak opět uvolní. K tomu je třeba otevřít kohout 19 (obr. 4) a vyjmout ohřívač. Potrubí se rychle spojí rukou, dokud se nedotknou, kohout se uzavře a čerpadlo 11 vytvoří požadovaný tlak.

Regulace tlaku se provádí pomocí manometru s maximálními odchylkami 20 %. Údaje na tlakoměru by se měly skládat ze dvou hodnot podle vzorce:

Přečtěte si více

Nertera: domácí péče, množení, transplantace, druhy a fotografie

kde P_otroka. – pracovní tlak, kgf/cm2; R_vyrovnání – tlak potřebný k vytvoření přítlačné síly na svařované povrchy během tavení, ohřevu nebo pěchování materiálu, kgf/cm2. Volí se v závislosti na průměru a typu svařovaných trubek podle tabulky 4.

Р_{studený. pohyb} – tlak v systému potřebný k překonání třecích sil v pohyblivé svěrce (volná síla), kgf/cm2. Stanovuje se po 200 hodinách provozu instalace, protože Tato hodnota závisí na stavu třecích ploch.

Po svaření musí být trubky ponechány ve svorkách svařovací jednotky po dobu 5-7 minut, aby vychladly, poté se trubky uvolní ze svorek a jednotka se přesune na místo svařování nového spoje. Je přípustné ořezávat trubky následujícím způsobem. Pomocí hydraulického systému přiveďte konce trubek k řezacímu zařízení, čímž zajistíte optimální tlak pro odvod třísek, a řežte, dokud třísky nepřestanou vycházet. Je-li to nutné, přitiskněte konce trubek znovu k řezacímu zařízení a znovu je odřízněte.

Zařízení a materiály

1. Instalace pro svařování vyhřívaným nástrojem, jehož základní schéma je na obr. 4.

2. Přířezy z termoplastových trubek o rozměrech 63×5,8 mm (jeden z materiálů je polyetylen, vinylplast, organické sklo) – 10 ks.

3. Stroj na zkoušení tahem o síle až 15000 XNUMX N, vybavený speciálními úchyty.

4. Pomůcka pro výrobu vzorků: šablona, jehla, pilka na železo, půlkruhový pilník, posuvné měřítko, škrabka.

Zakázka

1. Přečtěte si návod k použití mobilní instalace pro svařování polyetylenových trubek.

2. Proveďte zkušební svařování jednoho obrobku, abyste zkontrolovali provoz zařízení a získali dovednost nastavení pro určitý režim.

3. Označte a změřte úseky, které se mají svařovat, abyste vypočítali požadovanou velikost síly během svařování. Zadejte data do tabulky. 8.

4. Svařte polotovary při čtyřech až pěti různých hodnotách jednoho z parametrů a zbytek udržujte konstantní (podle pokynů učitele).

Při upevňování trubek do svorek dbejte na správnou instalaci obrobků. Vyvarujte se posunutí hran.

5. Po vychladnutí svaru (doba chlazení ne kratší než 1 min.) uvolněte obrobky z horních svěrek, přesuňte pohyblivou svěrku do původní polohy a vyjměte obrobek z instalace.

6. Proveďte vizuální kontrolu výsledného svarového spoje. Kritéria pro posouzení vzhledu spojů provedených vyhřívaným nástrojem svařovaným na tupo jsou uvedena v tabulce 26 v příloze A.

Výsledky měření

Položka č.	Materiál obrobku	Rozměry obrobků před svařováním	Režim svařování	Pevnost, N	Pevnost v tahu, MPa	Relativní síla, %	Povaha ničení	Tvar a velikost otřepu, mm
šíře	výška
Tloušťka cm	Průměrný průměr, cm	Plocha, cm 2	Teplota nástroje, ºС	Čas, s	Tlak, MPa
Tání	topení	Teplota tání 0,2 ± 0,02	Zahřívání 0,02±0,01

Otázky pro autotest:

1. Vyjmenujte druhy svařování na tupo termoplastů vyhřívaným nástrojem?

2. Jaké jsou součásti stroje na svařování polyetylenových trubek?

3.Jaké jsou hlavní parametry procesu svařování na tupo?

4. Cyklogram procesu tupého svařování polyetylenových trubek vyhřívaným nástrojem?

5. Z čeho vychází teplota pracovní plochy vyhřívaného nástroje?

6. Jaké faktory určují dobu ohřevu konců trubek při NI svařování?

7. Na jakých faktorech závisí doba chlazení spoje?

8. Co je to technologická pauza?

9. Na jakých faktorech závisí délka technologické pauzy?

10. Jaký je tlak při tavení konců trubek?

11. Co se nazývá otřepy?

12. Jakou výšku by měly mít primární otřepové válečky pro tloušťku stěny trubky 10 až 12 mm?

LABORATORNÍ PRÁCE #2

Proč je tepelné zpracování při svařování kritické? V tomto článku se podíváme na hlavní typy tepelného zpracování před svařováním, mezi vrstvami a po svařování, které vytvářejí silné svary bez trhlin. Pochopením těchto technik se čtenáři naučí, jak řídit tepelné cykly, snižovat zbytková napětí a zlepšovat mechanické vlastnosti svarů. Připojte se k nám, když zkoumáme praktické metody, jak zlepšit vaše svařovací projekty a zajistit jejich dlouhou životnost a bezpečnost.

Poslední aktualizace:
28 červen, 2024
Podělte se o svůj názor:

obsah

Svařování je jednou z metod tepelného zpracování kovů. Zejména při svařování konvenčních nízkolegovaných konstrukčních ocelí a tlustých plechů s vysokým obsahem uhlíku je místní kov ovlivněn tepelným cyklem svařování při vysokoteplotním ohřevu a ochlazování, což způsobuje různé změny ve vnitřní struktuře kovu, které přímo ovlivňují mechanické vlastnosti svarového spoje.

Navíc vlivem metalurgických podmínek svařování a vlivem různých rychlostí ohřevu a ochlazování je struktura svaru a tepelně ovlivněné zóny heterogenní, což také nepřímo a přímo ovlivňuje mechanické vlastnosti svarového spoje. Proto je velmi důležité měnit nebo zlepšovat mechanické vlastnosti svarového spoje zahříváním, udržováním tepla a řízením rychlosti ochlazování lokálně nebo úplně před, během a po svařování.

Přečtěte si více

Je povoleno chovat krávy ve městě?

I. Předehřev před svařováním

1. Role předehřívání

1) Předehřev je účinným opatřením k zamezení studených trhlin, horkých trhlin a vzniku ztvrdlých struktur v tepelně ovlivněné zóně. Při svařování ocelí s vysokým obsahem uhlíku, nízkolegované oceli, vysokoteplotní oceli a obecně dílů z nízkouhlíkové oceli s vysokou tvrdostí může rychlá rychlost ochlazování svaru snadno vést k vytvoření ztvrdlých struktur ve svaru a ovlivnění teplem zóny, což má za následek praskliny. Proto je nutné předehřátí svaru. Předehřev pomáhá zpomalit rychlost ochlazování, což může zabránit praskání ve svaru.

2) Při vysoké tuhosti svarů může rychlé ochlazení a zahřátí způsobit smršťovací napětí v oblasti spoje, což má za následek praskání. Předehřátí oblasti spoje před svařováním může snížit napětí při smršťování a zabránit praskání.

3) Při svařování v chladnějších oblastech musí být i nízkouhlíková ocel o tloušťce větší než 20 m předehřátá, aby se zabránilo praskání.

4) Předehřev může také odstranit olej, vlhkost a další faktory ovlivňující kvalitu svařování a podpořit uvolňování vodíku ve svaru, což hraje důležitou roli při prevenci defektů, jako je poréznost, a také zabraňuje vzniku trhlin.

Teplota předehřátí

Pro správné předehřátí obrobku je především nutné určit různé teploty předehřevu v závislosti na kovovém materiálu. Například u uhlíkové oceli se teplota předehřívání obvykle určuje na základě obsahu uhlíku. Pokud hmotnostní podíl uhlíku překročí 0,2 %, je teplota předehřívání 100~200°C; S rostoucím obsahem uhlíku by se měla úměrně zvyšovat i teplota předehřívání. Jiné materiály mají také různé teploty předehřívání v závislosti na materiálu.

Teploty předehřevu svařování pro běžně používané třídy oceli jsou uvedeny v tabulce 2-30.

Tabulka 2-30 Teplota předehřevu svařování pro vybrané jakosti oceli

Metody předehřívání

Existuje mnoho způsobů předehřívání, jako je ohřev plamenem, indukční ohřev, infračervený ohřev, ohřev trouby atd. Způsob předehřívání by měl být zvolen podle rozsahu ohřevu. V současné době jsou infračervené ohřívače široce používány, poskytují dobrý topný účinek a velký rozsah ohřevu.

Obecně platí, že šířka předehřívání na každé straně svarového spoje by měla být alespoň 5násobkem tloušťky plechu a rovnoměrná oblast ohřevu by měla být udržována na 75~100 mm na obou stranách úkosu. Konečná teplota předehřívání musí být stanovena procesním testováním.

Mezivrstvová izolace

Ve svařovaných konstrukcích, zejména při vícevrstvém svařování, vyžadují některé oceli během svařování každé vrstvy určitou teplotu, známou jako teplota mezivrstvového svaru. Role interlaminární teploty je podobná předehřevu, podporuje difúzi a vývoj vodíku ve svaru a tepelně ovlivněné zóně a hraje roli v prevenci praskání za studena.

U uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a vysokoteplotní oceli je spodní mez teploty mezivrstvy obvykle stejná jako teplota předehřívání svaru a horní mez je obvykle 350~400 °C; u austenitické nerezové oceli je teplota mezivrstvy obvykle řízena nižší, typicky méně než 250 °C.

Je třeba poznamenat, že předehřev a teplota mezivrstvy by neměly být příliš vysoké, jinak to povede ke změně mikrostruktury a vlastností některých ocelových svarových spojů.

Tepelné zpracování po svařování

Okamžité umístění nově svařeného svarového spoje do azbestového popela, horkého písku (vápna) nebo chlazení v peci za účelem pomalého ochlazení svarového spoje má za cíl snížit vnitřní pnutí, minimalizovat deformace a zabránit praskání. U svarových spojů s vysokou tendencí tuhnutí a vysokou tuhostí je chlazení po svařování důležitým technologickým opatřením pro zajištění kvality svaru.

Zpracování po zahřátí, vývoj vodíku

„Dodatečné zahřívání“ je udržování teploty svarového spoje stejné nebo vyšší než je teplota mezivrstvy po určitou dobu po dokončení všech svařovacích operací. Teplota ohřevu a doba „dodatečné úpravy“ závisí na tloušťce svarového spoje, typu svaru, počátečním obsahu vodíku ve svaru a citlivosti oceli na vodíkové praskání.

Obecně je teplota pro dodatečné zahřívání 250~350°C a doba výdrže závisí na tloušťce svaru a je obvykle 1~3 hodiny. U některých silnostěnných nízkolegovaných vysokopevnostních ocelových nádob může použití dodatečného ohřevu na 300~350°C po dobu 1 hodiny zcela zabránit opožděnému praskání a snížit teplotu předehřívání o 50°C. Následné zahřátí může urychlit difúzi a uvolňování vodíku, proto se také nazývá „léčba evoluce vodíku“.

Hlavním účelem následného ohřevu je urychlit difúzi a uvolňování vodíku, čímž se zabrání vzniku opožděného praskání. Když předehřev, teplota mezivrstvy a další opatření nemohou trvale eliminovat opožděné praskání, je předehřev po svařování jednoduchou, proveditelnou a účinnou metodou. Dohřev se používá především pro svařování konstrukcí z vysokopevnostní nízkolegované oceli.

Přečtěte si více

Shire Horses: Plemeno v Rusku, fotografie, popis

Předehřev po svařování má mnoho společného s tepelným zpracováním po svařování, ale obecně předehřev po svařování nemůže nahradit tepelné zpracování po svařování. U svařovaných výrobků, které vyžadují tepelné zpracování po svaření a které mohou bezprostředně po svařování podstoupit tepelné zpracování po svařování, nemusí být předehřívání po svařování vyžadováno. Pokud nelze provést tepelné zpracování po svařování ihned po svařování a svařovaný výrobek je nutné včas dehydrogenovat, nelze dodatečné zahřívání vynechat.

Například velká tlaková nádoba prošla detekcí vad po svařování, ale protože nebyla tepelně zpracována a vodík byl po svařování včas odstraněn, došlo během skladování ke zpožděnému praskání. Když byla nádoba tepelně zpracována a hydrostaticky testována, zkušební tlak nedosáhl projektovaného provozního tlaku a nádoba utrpěla vážnou havárii křehkého selhání, která měla za následek sešrotování celé nádoby.

Požadavky na způsob ohřevu, šířku topné zóny a místo měření teploty pro dohřev jsou stejné jako pro předehřev. Lokální dohřev by měl také udržovat stejnoměrnou ohřívací zónu 75~100 mm na obou stranách zkosení, jako u předehřívání. Kalené a popouštěné oceli musí zabránit místnímu přehřátí nad popouštěcí teplotu.

Tepelné zpracování po svařování

Tepelné zpracování je proces, který zlepšuje vnitřní strukturu pevných kovů zahříváním, udržováním a chlazením k dosažení požadovaných vlastností. Tepelné zpracování svarových spojů po svařování se provádí pro zlepšení struktury a vlastností svarových spojů nebo pro odstranění zbytkových pnutí. Mezi běžné typy tepelného zpracování po svařování patří žíhání pro odlehčení pnutí, normalizace, normalizace plus popouštění a kalení plus popouštění (popouštění).

Hlavním účelem tepelného zpracování po svařování je snížení zbytkových napětí, zvýšení strukturální stability, změkčení kalené zóny, podpora uvolňování vodíku, zvýšení odolnosti proti korozi pod napětím, zlepšení tažnosti, houževnatosti a vysokoteplotních mechanických vlastností spoje. Protože odlehčení pnutí je hlavní funkcí tepelného zpracování po svařování, běžně se nazývá tepelné zpracování po svařování.

Tepelné zpracování po svařování je obvykle vyžadováno pouze za zvláštních okolností u kritických produktů. U některých svařovaných výrobků, pokud je zbytkové napětí po svařování zanedbatelné nebo pokud je třeba určité zbytkové napětí zachovat (například zbytkové napětí po svařování u vícevrstvých balených plechů pro nádoby), není tepelné zpracování po svařování požadovaný. Pokud vytvrzená struktura chybí nebo je nevýznamná, ale zachovává si určitou plasticitu a houževnatost, která nezpůsobuje negativní důsledky během provozu, není také nutné tepelné zpracování po svařování.

Žíhání pro úlevu od stresu

Rozsah teplot ohřevu při žíhání odlehčujícím pnutí je stejný jako při vysokoteplotním popouštění. Typicky se celý svar nebo jeho část zahřeje na 550~650°C, následuje dostatečné přidržení a pomalé chlazení. Doba výdrže oceli pro všeobecné použití se vypočítá jako 2,5 minuty na 1 mm tloušťky, ale ne méně než 15 minut. Pro tloušťky větší než 50 mm přidejte 15 minut na každých dalších 25 mm.

Obecné tepelné zpracování

Umístění svařovaného produktu do ohřívací pece pro obecné tepelné zpracování umožňuje dosažení uspokojivých výsledků. Teplota svařovaného produktu na vstupu a výstupu z pece musí být nižší než 300 °C. Rychlost ohřevu a chlazení musí odpovídat tloušťce plechu a musí splňovat následující požadavky:

Ve vzorci je U rychlost chlazení, °C/h; δ—tloušťka plechu, mm.

U silnostěnných nádob je rychlost ohřevu a chlazení 50~150°C/h a maximální teplotní rozdíl uvnitř pece během celkového tepelného zpracování by neměl překročit 50°C. Pokud je svařovaná část příliš dlouhá a vyžaduje tepelné zpracování ve dvou krocích, pak by přesah topné části měl být větší než 1,5 m.

Lokální tepelné zpracování

U jednoduchých nádob a trubek, které jsou příliš dlouhé pro obecné tepelné zpracování, ale mají správný tvar, lze provést místní tepelné zpracování. Při provádění lokálního tepelného zpracování je nutné zajistit dostatečnou šířku ohřevu na obou stranách svaru. Šířka ohřevu válce závisí na poloměru válce a tloušťce stěny a lze ji vypočítat pomocí následujícího vzorce:

B – šířka ohřevu válce, mm;
R – poloměr válce, mm;
δ – tloušťka stěny válce, mm.

Například pro válcový svar o průměru 1200 mm a tloušťce stěny 24 mm se šířka ohřevu ve středu švu vypočítá pomocí výše uvedeného vzorce. To znamená, že při lokálním tepelném zpracování tohoto válcového svaru musí být rozsah 600 m ve středu svaru ohřát na stanovenou teplotu tepelného zpracování.

Přečtěte si více

Barva nevyšla

Běžné metody lokalizovaného tepelného zpracování zahrnují ohřev plamenem, infračervený ohřev a indukční ohřev s elektrickou energií.

Žíhání pro odlehčení pnutí by mělo být zváženo v následujících situacích: obecný kov s vysokou pevností, běžná nízkolegovaná ocel s tendencí zpomalovat praskání; tlakové nádoby a jiné svařované konstrukce pracující v prostředí s nízkou teplotou, zejména ty, které se používají pod teplotou křehkého přechodu; součásti vystavené proměnlivému zatížení vyžadující odolnost proti únavě; velké tlakové nádoby; svařované konstrukce vyžadující odolnost proti korozi pod napětím a rozměrovou stálost po svařování.

Žíhání pro odlehčení pnutí se obvykle provádí v peci, která dokáže odstranit více než 80 % zbytkového pnutí. Lokálním žíháním na odlehčení napětí se dosáhne stejného účinku jako obecným žíháním na odlehčení napětí.

Takové tepelné zpracování nemá za následek změnu krystalové struktury.

2. Normalizace nebo normalizace plus dovolená

Toto tepelné zpracování po svařování je typicky vhodné pro elektrostruskově svařované konstrukce pro zlepšení struktury a výkonu spojů.

Normalizace zahrnuje zahřátí oceli na teplotu vyšší než Ac₃ doba výdrže je 2 minuty na 1 mm tloušťky, ale ne méně než 30 minut, poté se po opuštění pece ochladí na vzduchu. Protože se jedná o proces rekrystalizace, vytváří jemnější strukturu zrna a zlepšené mechanické vlastnosti.

Normalizace plus dovolená je dovolená po normalizaci. Účelem temperování je eliminovat strukturální pnutí, která vznikla během procesu ochlazování během normalizace, a tím zlepšit komplexní vlastnosti ocelových nebo svarových spojů.

3. Kalení a popouštění

Toto tepelné zpracování po svařování je vhodné pro kalenou a temperovanou ocel nebo jiné svařované konstrukce vyžadující kalení a popouštění po svařování. Po kalení a popouštění mohou ocelové nebo svařované spoje dosáhnout dobré kombinace pevnosti a houževnatosti v komplexních mechanických vlastnostech.

Kalení je ohřev oceli do kritického bodu.₁ nebo Ac₃ plus 30~50°C, udržovaný po určitou dobu a poté rychle ochlazený ve vodě nebo oleji, aby se získala struktura s vysokou tvrdostí.

Body, kterým je třeba věnovat pozornost při tepelném zpracování po svařování

Ošetření roztokem zahrnuje zahřátí svarového spoje na 1000~1050°C, což umožňuje, aby se karbidy usazené na hranicích zrn během procesu svařování roztavily na austenit, poté se rychle ochladí, aby se zpevnila struktura austenitu. Stabilizační úprava zahrnuje zahřátí svarového spoje na 850~900°C, udržování po dobu 2 hodin, poté ochlazení na vzduchu, což umožní chrómu v austenitových zrnech postupně difundovat k hranicím zrn, čímž se eliminuje vrstva s nedostatkem chrómu na hranicích zrn, čímž se zvyšuje stabilita vůči mezikrystalové korozi.

Roztoková úprava a stabilizace jsou zaměřeny na zvýšení odolnosti svarových spojů austenitické nerezové oceli proti mezikrystalové korozi.

U nízkolegovaných ocelí obsahujících určité množství V, Ti nebo Nb je třeba se vyhnout dlouhodobému vystavení teplotám kolem 600 °C, protože to může vést k popouštěcí křehkosti, při které se zvyšuje pevnost materiálu a tažnost a houževnatost jsou výrazně snížena.
Žíhání pro odlehčení pnutí po svařování by mělo být obecně o 30-60 °C nižší než teplota popouštění základního materiálu.
U některých svařenců z nízkolegovaných ocelí obsahujících prvky jako Cr, Mo, V, Ti, Nb je třeba dbát při žíhání na odlehčení pnutí, aby při zahřátí nedošlo k opětovnému prasknutí.
Při tepelném zpracování je třeba dbát na to, aby nedošlo k deformaci konstrukce.

Tabulky 2-31 až 2-34 ukazují základní parametry některých běžně používaných specifikací tepelného zpracování po svařování.

Tabulka 2-31 Rychlosti ohřevu a ochlazování po tepelném zpracování svařování (nad 400 °C)

Tabulka 2-32 Rozsah tloušťky vyžadující žíhání pro uvolnění napětí po svařování pro určité třídy oceli

Tabulka 2-33 Teplota žíhání po uvolnění pnutí při svařování pro jednotlivé třídy oceli

Tabulka 2-34 Obecné teploty tepelného zpracování po svařování pro nízkolegované oceli

Tepelné zpracování po svařování různých svařovaných konstrukcí musí být provedeno v souladu s technickými podmínkami pro výrobu odpovídajícího výrobku.