Обработка шва сварки после сварки

Сварка — наиболее надежный, быстрый и экономный способ создания неразъемных соединений металлов и их сплавов. В ходе процесса сварки металл нагревается до температуры плавления. Это вызывает в нем внутренние напряжения. Также, на поверхности сварочного шва остается шлак. Для убирания шлака и снятия внутренних стрессов в металле используются разные способы обработки шва сварки.

Главные способы обработки сварных соединений

Самыми популярными стали следующие методы обработки шва сварки:

• Термическая. Применяется для устранения внутренних остаточных стрессов. Проходит путем локального или общего прогрева.
• Механическая. Очистка швов сварки после сварки убирает шлаки и окалину с поверхности соединения.
• Химическая. Состоит из обезжиривания и покрытия слоем защиты. Мешает появлению коррозионных очагов. Метод применяют для обработки материалов, которые могут ржаветь, которым понадобиться работать в активных средах.

Способ влияния подбирают, применяясь к тех. требованиям к конструкции и условиям ее эксплуатации. Часто используют постепенно все 3 варианта.

Термическая обработка

Термообработка сварных соединений непременно проводится после сварки тонкостенных изделий, особо подверженных деформациям под влиянием внутренних стрессов. К подобным конструкциям относятся магистрали из труб, разные емкости, сосуды давления.

Термообработка шва сварки

Проходит термическая обработка и для многих ответственных конструкций, например, как корпуса атомных и химических реакторов.

Заключается термическая обработка в нагреве детали и ее дальнейшем охлаждении по строго заданному температурному графику.

Для чего необходима

В ходе сварки нагревается маленькая область детали в районе шва. Неодинаковый прогрев и приводит к появлению внутренних стрессов, способных деформировать либо даже разрушить деталь. Более того, в зоне неравномерного нагрева меняется структура кристаллической решётки металла, что приводит к ухудшению его физико-механических и химических параметров.

Рядом со сварным швом территория закалки, в которой крепость повышена, а упругость, наоборот, понижена. Ее окружает территория разупрочнения, в которой эластичность сберегается, а крепость становится меньше, чем была до сваривания.

Термообработка сварных соединений призвана реконструировать внутреннее строение металла и его свойства, вернуть характеристики прочности, пластичности и устойчивости к процессам коррозии к проектным значениям.

Характерности проведения

Обработка выполняется при высоких температурных значениях, в диапазоне 600- 1000 °С. Это дает возможность одолеть плохие последствия неравномерного нагрева и приблизить структуру шва и околошовной зоны к структуре самой детали.

Обработка проходит в три стадии:

• Нагревается область рядом со швом.
• Конструкция выдерживается какое то время в нагретом состоянии.
• Изделие охлаждается в согласии с графиком обработки.

Процесс термические обработки швов на трубопроводе

Есть несколько типов обработки шва сварки. Выбор зависит от формы конструкции, толщины детали и цели, которую собираются достичь.

Для любого вида обработки применяется собственный своеобразный график нагрева, выдержки и охлаждения.

Плюсы и минусы

К плюсам обработки нагревом относят:

• Регенерация целевых параметров прочности и пластичности;
• Снятие внутренних стрессов, обеспечение долговечности шва и всей конструкции;
• Улучшение, если понадобится, данных показателей.

Негативные факторы при проведении обработки нагревом такие:

• Большие требования к квалификации сотрудников.
• Необратимость процессов. В случае несоблюдения графика термические обработки швов сварки поправить брак как правило невозможно.
• Требуется дорогое и большое и тяжелое оборудование
• Высокое потребление энергии, невысокая экологичность.

Во многих случаях преимущества перевешивают минусы.

Что подвергают отделке

Термической обработке подвергают сварные швы в ответственных конструкциях. Сюда входят

• магистральные магистрали из труб
• сварные конструкции самых разных механизмов и станков, испытывающих существенные нагрузки
• изделия, которым понадобиться работать в трудных эксплуатационных условиях.

При термической обработке относительно небольших изделий применяют муфельные печи.

Рукодельная муфельная печь

Для обработки нагревом больших конструкций используют нагрев пламенем атмосферных горелок или индукционный способ. В некоторых случаях используют радиационный метод.

Термическую обработку для увеличения устойчивости к коррозии следует проводить если есть возможность скорее по завершении сварки.

Параметры проведения процесса

Длительность процесса в большинстве случаев устанавливается маркой сплава и толщиной заготовки. Для хром-молибденовых сплавов используют индукционный или радиационный способы нагрева. С увеличением толщины стандартная длительность нагрева (в минутах) растет:

Толщина детали, см	Радиационный	Индукционный
2,0	40	25
2,0-2,5	70	40
2,5-3,0	100	40
3,0-3,5	120	60
3,5-4,5	140	70
4,5-6,0	150	90
6,0-8,0	160	110

Индукционный способ просит меньшего времени на обработку, но выделяется большими энергозатратами. Прежде чем начинать обработку необходимо обязательно выполнить зачистку сварочного шва.

Применяемое оборудование

Термическая обработка швов сварки делается с применением нескольких ключевых способов, каждый просит собственного набора оборудования:

• Индукционный. Просит генератора высокочастотного электрического тока высокой мощности. Элементом нагрева считается катушка индуктивности, намотанная сверху участка детали, подлежащего нагреву.
• Радиационный. Применяется инфракрасное излучение от нагретой нихромовой проволки, через какую пропускается крепкий переменный ток. Просит мощных источников тока. Может использоваться для прогревания материалов с не сильными электромагнитными качествами.
• Газовый. Самый экономичный по энергозатратам способ. Применяется специализированная горелка. Факел пламени сформировывается таким образом, чтобы одинаково прогневать территорию термические обработки.

Выбор метода нагрева проводят, сопоставляя цель обработки, толщину конструкций, свойства материалов и экономические соображения.

Виды термообработки

Виды термические обработки швов сварки отличаются по собственной цели. Профессионалы выделяют следующие процессы:

• Отдых. Конструкцию доводят до 300 °С и могут выдержать полтора — два часа. Уменьшает механичные напряжения и уменьшает содержание водорода в материале шва.
• Отпуск. Состоит в нагреве до 700 °С и трехчасовой выдержке. Фактически полностью снимает напряжения, позволяет увеличить эластичность.
• Нормализация. Всю конструкцию, включая шов, греют до 800 °С и могут выдержать 30-40 минут. Дает возможность добиться однородности и мелкозернистости структуры металла. Применяется на изделиях небольшой толщины.
• Аустенизация. Изделие греют до 1100 °С и могут выдержать 120 минут. Охлаждение проводят при температуре 20 градусов. Увеличивает эластичность высоколегированных сплавов за счёт изменения их кристаллической структуры.
• Отжиг. Нагрев до 960 ° С, трехчасовая выдержка и остывание при температуре 20 градусов. Применяется для высоколегированных сплавов для увеличения устойчивости к коррозии.

В основном, перед термической обработкой проходит очистка сварного соединения.

Контроль температуры

При проведении термические обработки главное имеет значение температура нагрева конструкции. Для контроля температуры используют:

• Термокарандаш и термокраска. Собой представляют химическое соединение, меняющее цвет по мере температурные изменения. Наносятся на поверхность изделия.
• Тепловизоры и пирометры. Электронные устройства, на расстоянии измеряющие температуру.

Термокарандаши и термокраска – классические средства, достаточно трудоемкие в использования и просящие постоянного зрительного контроля со стороны оператора и его своевременного вмешательства в случае выхода показателей за пределы возможных значений.

Тепловизоры и пирометры обладают большей точностью и могут быть установлены в систему автомат поддержания постоянной температуры.

Остальные виды обработки

Помимо термические обработки, повсеместно применяются также механичные и химические виды чистки швов сварки.

Механическая

Проходит с применение проволочных щеток или абразивных дисков. В условиях в промышленности щетка, диск или лепестковая абразивная насадка укрепляет в угловой шлифовальной машинке (в бытовых условиях называемой «углошлифовальная машинка»)

Способом механической зачистки с поверхности соединения убирают шлаки, окалину, брызги застывшего металла и оксидную пленку.

Механическая обработка шва сварки

Очистка шва сварки после сварки применяется перед термической обработкой или покраской.

Химическая

Призвана удалить с поверхности шва жирные следы, смазки, оксидные пленки и остальные загрязнения. Проходит перед нанесением на конструкцию покрытий, предохраняющих от ржавчины.

Травление — обработка сильнодействующими кислотами — проходит перед механической обработкой. После нее проводят пассивацию — нанесение вещества, образующего на поверхности пленку для защиты.

Химическая обработка шва сварки

Химическая металлобработка проходит химически энергичными веществами, большинство из которых пожароопасны и могут причинить серьезный вред здоровью. Поэтому необходимо неукоснительно соблюдать правила техники безопасности.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.