Lo stress residuo della saldatura è causato dalla distribuzione non uniforme della temperatura della saldatura causata dalla saldatura, dall'espansione e dalla contrazione termica del metallo saldato, ecc., quindi la struttura saldata produrrà inevitabilmente stress residuo.
Il metodo più comune per eliminare le tensioni residue è il rinvenimento ad alta temperatura, ovvero il riscaldamento della saldatura a una determinata temperatura e il mantenimento per un certo periodo di tempo in un forno di trattamento termico e l'utilizzo della riduzione del limite di snervamento del materiale ad alta temperatura per provocare il flusso di plastica in luoghi con elevato stress interno.La deformazione elastica diminuisce gradualmente e la deformazione plastica aumenta gradualmente per ridurre lo stress.
1.Scelta del metodo di trattamento termico
L'effetto del trattamento termico post-saldatura sulla resistenza alla trazione e sul limite di scorrimento del metallo è correlato alla temperatura del trattamento termico e al tempo di mantenimento.L'effetto del trattamento termico post-saldatura sulla resilienza del metallo saldato varia a seconda dei diversi tipi di acciaio.
Il trattamento termico post-saldatura adotta generalmente un singolo rinvenimento ad alta temperatura o normalizzazione più rinvenimento ad alta temperatura.Per i giunti di saldatura a gas vengono adottati la normalizzazione e il rinvenimento ad alta temperatura.Questo perché i grani del cordone di saldatura a gas e della zona alterata dal calore sono grossolani e i grani devono essere raffinati, quindi viene adottato un trattamento normalizzante.
Tuttavia, la singola normalizzazione non può eliminare lo stress residuo, quindi per eliminare lo stress è necessario un rinvenimento ad alta temperatura.Un singolo rinvenimento a media temperatura è adatto solo per l'assemblaggio e la saldatura di grandi contenitori ordinari in acciaio a basso tenore di carbonio assemblati in loco e il suo scopo è quello di ottenere l'eliminazione parziale dello stress residuo e della deidrogenazione.
Nella maggior parte dei casi viene utilizzato un unico rinvenimento ad alta temperatura.Il riscaldamento e il raffreddamento del trattamento termico non dovrebbero essere troppo rapidi e le pareti interne ed esterne dovrebbero essere uniformi.
2.Metodi di trattamento termico utilizzati nei recipienti a pressione
Esistono due tipi di metodi di trattamento termico per i recipienti a pressione: uno è il trattamento termico per migliorare le proprietà meccaniche;l'altro è il trattamento termico post-saldatura (PWHT).In generale, il trattamento termico post-saldatura è il trattamento termico dell'area saldata o dei componenti saldati dopo la saldatura del pezzo.
Il contenuto specifico comprende ricottura di distensione, ricottura completa, soluzione solida, normalizzazione, normalizzazione più rinvenimento, rinvenimento, distensione dello stress a bassa temperatura, trattamento termico di precipitazione, ecc.
In senso stretto, il trattamento termico post-saldatura si riferisce solo alla ricottura di distensione, ovvero al fine di migliorare le prestazioni della zona di saldatura ed eliminare effetti dannosi come lo stress residuo di saldatura, in modo da riscaldare uniformemente e completamente la zona di saldatura e le parti correlate al di sotto del punto di temperatura di transizione della fase metallica 2, quindi il processo di raffreddamento uniforme.In molti casi il trattamento termico postsaldatura discusso è essenzialmente un trattamento termico di distensione postsaldatura.
3.Scopo del trattamento termico post saldatura
(1).Rilassare lo stress residuo della saldatura.
(2).Stabilizzare la forma e le dimensioni della struttura e ridurre la distorsione.
(3).Migliorare le prestazioni del metallo di base e dei giunti saldati, tra cui:
UN.Migliora la plasticità del metallo saldato.
B.Ridurre la durezza della zona interessata dal calore.
C.Migliora la resistenza alla frattura.
D.Migliora la resistenza alla fatica.
e.Ripristina o aumenta il carico di snervamento ridotto nella formatura a freddo.
(4).Migliorare la capacità di resistere alla tensocorrosione.
(5).Rilasciano ulteriormente gas nocivi nel metallo saldato, in particolare idrogeno, per prevenire il verificarsi di cricche ritardate.
4.Giudizio sulla necessità del PWHT
Se il trattamento termico post-saldatura sia necessario per il recipiente a pressione, dovrebbe essere chiaramente specificato nel progetto, come richiesto dall'attuale codice di progettazione dei recipienti a pressione.
Per i recipienti a pressione saldati, è presente una notevole tensione residua nella zona di saldatura e gli effetti negativi della tensione residua.Si manifesta solo a determinate condizioni.Quando la tensione residua si combina con l'idrogeno nella saldatura, favorirà l'indurimento della zona interessata dal calore, con conseguente generazione di cricche fredde e cricche ritardate.
Quando la sollecitazione statica rimanente nella saldatura o la sollecitazione di carico dinamico nell'operazione di carico si combina con l'azione corrosiva del mezzo, può causare corrosione da fessurazione, la cosiddetta tensocorrosione.Le tensioni residue della saldatura e l'indurimento del metallo base causato dalla saldatura sono fattori importanti per la tensocorrosione.
I risultati della ricerca mostrano che l’effetto principale della deformazione e dello stress residuo sui materiali metallici è quello di far passare il metallo dalla corrosione uniforme alla corrosione locale, cioè alla corrosione intergranulare o transgranulare.Naturalmente, sia la fessurazione da corrosione che la corrosione intergranulare dei metalli si verificano in mezzi che hanno determinate caratteristiche per quel metallo.
In presenza di tensioni residue, esse sono diverse in base alla composizione, concentrazione e temperatura del mezzo corrosivo, nonché alle differenze di composizione, struttura, stato superficiale, stato tensionale, ecc. del metallo base e della zona di saldatura , in modo che la corrosione La natura del danno possa cambiare.
5.Considerazione dell'effetto complessivo del PWHT
Il trattamento termico post saldatura non è assolutamente vantaggioso.In generale, il trattamento termico post-saldatura è utile per alleviare le tensioni residue e viene eseguito solo quando sussistono requisiti rigorosi per la tensocorrosione.Tuttavia, il test di resilienza del provino mostra che il trattamento termico post-saldatura non è buono per la tenacità del metallo depositato e della zona interessata dal calore della saldatura, e talvolta possono verificarsi cricche intergranulari all'interno dell'intervallo di ingrossamento del grano del materiale di saldatura. zona interessata.
Inoltre, PWHT si basa sulla riduzione della resistenza del materiale alle alte temperature per ottenere la riduzione dello stress.Pertanto, durante il PWHT, la struttura potrebbe perdere rigidità.Per le strutture che adottano PWHT totale o parziale, prima del trattamento termico deve essere considerata la saldatura ad alta temperatura.capacità di supporto.
Pertanto, quando si valuta se effettuare il trattamento termico post-saldatura, i vantaggi e gli svantaggi del trattamento termico dovrebbero essere confrontati in modo completo.Dal punto di vista delle prestazioni strutturali, c'è un lato che migliora le prestazioni e l'altro che riduce le prestazioni.Un giudizio ragionevole dovrebbe essere formulato sulla base di una considerazione globale dei due aspetti.
Orario di pubblicazione: 20 giugno 2023