جوشکاری سیم با هسته شار یک روش جوشکاری محبوب است که به دلیل کارایی، نرخ رسوب بالا و سازگاری با موقعیت ها و مواد مختلف جوشکاری شناخته شده است. با این حال، برای اطمینان از بهترین عملکرد و یکپارچگی اتصالات جوش داده شده، عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) اغلب ضروری است. من به عنوان یک تامین کننده سیم با هسته شار، در پیچیدگی های این فرآیند به خوبی آشنا هستم و مشتاق هستم که برخی از بینش ها را در مورد نحوه انجام عملیات حرارتی پس از جوشکاری برای جوشکاری سیم با هسته شار به اشتراک بگذارم.
درک نیاز به عملیات حرارتی پس از جوشکاری
هنگامی که از سیم شار برای جوشکاری استفاده می شود، چرخه های گرمایش و سرمایش سریع در طول فرآیند جوشکاری می تواند منجر به ایجاد تنش های پسماند، ریزساختارهای سخت و شکننده و کاهش شکل پذیری در فلز جوش و منطقه متاثر از حرارت (HAZ) شود. PWHT به کاهش این مشکلات کمک می کند.
تنشهای پسماند میتواند منجر به اعوجاج اجزای جوششده شود و در درازمدت ممکن است باعث شکست زودرس به دلیل ترک خوردگی ناشی از تنش یا خستگی شود. با قرار دادن قطعه جوش داده شده در برابر PWHT، این تنش ها کاهش می یابد زیرا مواد به حالت آرامش بیشتری می رسند.
ریزساختارهای سخت و شکننده، مانند مارتنزیت، که می توانند در حین سرد شدن سریع در HAZ ایجاد شوند، حساسیت جوش را به ترک خوردن افزایش می دهند. PWHT امکان تبدیل این ریزساختارها را به اشکال انعطاف پذیرتر و سخت تر می دهد و خواص مکانیکی کلی جوش را بهبود می بخشد.
انواع عملیات حرارتی پس از جوشکاری
- بازپخت تسکین استرس: این یکی از متداول ترین روش های PWHT برای اتصالات جوشی با سیم شار است. این شامل حرارت دادن قطعه جوش داده شده تا یک دمای خاص (معمولاً در محدوده 550 درجه سانتیگراد تا 650 درجه سانتیگراد برای اکثر فولادها)، نگه داشتن آن در آن دما برای مدت معینی (زمان خیساندن)، و سپس خنک کردن آهسته آن است. این فرآیند تنش های پسماند را کاهش می دهد، شکل پذیری را بهبود می بخشد و همچنین می تواند مقاومت در برابر خوردگی جوش را افزایش دهد.
- عادی سازی: نرمال سازی با گرم کردن قطعه جوش داده شده بالاتر از دمای بحرانی بالا، نگه داشتن آن برای مدت کوتاهی و سپس اجازه دادن به آن در هوا خنک می شود. این درمان ساختار دانه جوش و HAZ را اصلاح می کند و استحکام و چقرمگی را بهبود می بخشد.
- معتدل کردن: معمولاً پس از نرمال شدن یا پس از یک فرآیند سخت شدن، از تمپرینگ استفاده می شود. این شامل گرم کردن مجدد قسمت جوش داده شده تا دمای کمتر از دمای بحرانی پایین تر و سپس خنک کردن آن است. تمپر کردن، شکنندگی فلز جوش و HAZ را کاهش می دهد و انعطاف پذیری و چقرمگی را بیشتر می کند.
عوامل موثر بر عملیات حرارتی پس از جوشکاری
- نوع مواد: نوع ماده پایه جوش داده شده یک عامل بسیار مهم است. به عنوان مثال، فولادهای مختلف دماهای بحرانی متفاوتی دارند و به پارامترهای PWHT متفاوتی نیاز دارند. فولادهای کم کربن ممکن است به دمای PWHT نسبتاً کمتری در مقایسه با فولادهای با استحکام بالا یا فولادهای آلیاژی نیاز داشته باشند. به عنوان یک تامین کننده سیم با هسته شار، ما می توانیم اطلاعات دقیقی در مورد سازگاری خود ارائه دهیمسیم جوش قوس الکتریکی باز کنیدبا مواد پایه مختلف و روش های PWHT توصیه شده.
- ضخامت جوش: جوش های ضخیم تر معمولاً در طول PWHT به زمان خیساندن طولانی تری نیاز دارند. گرما به زمان کافی برای نفوذ به کل مقطع جوش برای دستیابی به عملیات یکنواخت نیاز دارد.
- فرآیند و پارامترهای جوشکاری: فرآیند جوشکاری مورد استفاده، مانند جریان جوشکاری، ولتاژ و سرعت حرکت، می تواند بر شکل مهره جوش، حرارت ورودی و سرعت خنک کننده تاثیر بگذارد. گرمای ورودی بالاتر در طول جوشکاری ممکن است منجر به HAZ گستردهتر شود و برای دستیابی به خواص مورد نظر به PWHT فشردهتر نیاز دارد.
مراحل انجام عملیات حرارتی پس از جوشکاری
بازرسی قبل از درمان
قبل از شروع PWHT، بازرسی کامل اتصال جوش داده شده ضروری است. هرگونه عیب قابل مشاهده مانند ترک، تخلخل یا همجوشی ناقص را بررسی کنید. هر گونه نقص باید قبل از شروع عملیات حرارتی تعمیر شود، زیرا این عیوب می توانند در طول چرخه های گرمایش و سرمایش منتشر شوند.
گرمایش
بسته به اندازه و شکل قطعه جوش داده شده از یک روش گرمایش مناسب مانند کوره های گرمایش الکتریکی یا کوره های گاز سوز استفاده کنید. از سرعت گرمایش یکنواخت اطمینان حاصل کنید تا از گرادیان های حرارتی که می توانند باعث ایجاد تنش های اضافی شوند، جلوگیری کنید. نرخ گرمایش باید مطابق با الزامات مواد باشد، معمولاً برای اکثر فولادها از 200 درجه سانتیگراد در ساعت تجاوز نمی کند.
خیساندن
پس از رسیدن به دمای PWHT مورد نظر، قطعه را برای زمان خیساندن مناسب در آن دما نگه دارید. زمان خیساندن به عواملی مانند نوع ماده و ضخامت جوش بستگی دارد. به عنوان یک قاعده کلی، زمان خیساندن را می توان بر اساس تعداد معینی از دقیقه در هر میلی متر ضخامت جوش، معمولاً در محدوده 2 تا 5 دقیقه در میلی متر محاسبه کرد.
خنک کننده
میزان سرمایش به اندازه نرخ گرمایش مهم است. برای بازپخت تنش زدایی، یک سرعت خنک کننده آهسته (معمولاً در محدوده 50 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد در ساعت) لازم است تا از ایجاد مجدد تنش های پسماند جلوگیری شود. در نرمالسازی، میتوان قطعه را در هوا خنک کرد، که سرعت خنکسازی نسبتاً سریعتری را در مقایسه با بازپخت استرس - تسکین میدهد.
بازرسی پس از درمان
پس از تکمیل PWHT، بازرسی دیگری از اتصال جوش داده شده انجام دهید. هر گونه علائم ترک را که ممکن است در طول عملیات حرارتی رخ داده باشد بررسی کنید و برای اطمینان از یکپارچگی جوش، تست سختی و آزمایش غیر مخرب (مانند آزمایش اولتراسونیک یا آزمایش رادیوگرافی) را انجام دهید.
طیف وسیعی از سیم های شاردار و عملیات حرارتی پس از جوشکاری ما
ما به عنوان یک تامین کننده سیم شار، طیف گسترده ای از محصولات مناسب برای کاربردهای مختلف را ارائه می دهیم. ماسیم جوش میگ فولادی ملایمبرای کارهای جوشکاری همه منظوره ایده آل است. هنگام استفاده از این سیم، یک PWHT بازپخت ساده استرس می تواند به طور قابل توجهی کیفیت جوش را بهبود بخشد.
برای کاربردهای تخصصی تر، ماسیم جوش Inetubبرای ارائه جوش با کیفیت بالا در محیط های سخت طراحی شده است. الزامات عملیات حرارتی پس از جوشکاری برای این سیم ممکن است سختگیرانهتر باشد و ما میتوانیم دستورالعملهای دقیقی در مورد پارامترهای بهینه PWHT ارائه دهیم.
برای خرید و مشاوره تخصصی با ما تماس بگیرید
اگر به دنبال سیم های فلاکس با کیفیت بالا هستید و به مشاوره تخصصی در مورد عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیاز دارید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم مهندسین با تجربه ما می توانند راه حل های سفارشی را بر اساس نیازهای جوشکاری خاص شما ارائه دهند. چه در حال کار بر روی یک پروژه در مقیاس کوچک یا یک برنامه صنعتی در مقیاس بزرگ باشید، ما محصولات و دانش مناسبی برای اطمینان از موفقیت عملیات جوشکاری شما داریم.
مراجع
- AWS D1.1/D1.1M:2015، کد جوش سازه - فولاد.
- دیگ بخار و کد مخزن تحت فشار ASME، بخش هشتم، بخش 1.
- Luke, C., & Jost, W. "Welding Metalurgy: Principles and Applications." CRC Press، 2018.
