הבנה וקלקולינג חום משפיע על האזור (HAZ) נכסים ב Welding

הבנת האזור המשפיע על החום ב Welding: A מקיפה

האזור הנגוע בחום (HAZ) מייצג את אחד ההיבטים הקריטיים ביותר של ריתוך מתכת וממלא תפקיד בסיסי בקביעת האיכות, השלמות, וביצועים ארוכי טווח של מבנים מחוסנים.בהיתוך, אזור החום המושפע (HAZ) הוא האזור של איכות, מתכת או תרמופלסט, אשר לא נמס אך יש לו תכונות מבניות ולהבטיח כיבוד של חומרים חיוניים, או מייצור, או מייצור חיוני, או מייצור, הוא שינוי של פעילות גופנית, או מחוסמת, או ממתכת, או מחוסמת, או מחוסמת, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או מחוספסת, או מחוספסת, או מדגימה, או מייצור חיוני, או מחוסמת, או מחוסמת, או מייצור חיוני, או מייצור חיוני, או מייצור, או מייצור חיוני, או מייצור, הוא חיוני, הוא חיוני, אשר אינו מייצור, או מייצור חיוני, או מייצור, או מייצור, אשר אינו מנקה, אשר אינו מנקה, או מייצור, או מנקה, או מייצור, אשר הוא חיוני, אשר אינו מנקה, אשר אינו מייצור, אשר יש צורך של פעילות מבנית, או ממריצים מבנית

HAZ יכול להשפיע על המאפיינים המכניים של המתכת, כגון הקשיחות, הקשידות, ורגישות לפצח.שינויים אלה בנכס להתרחש כי החום מתהליך הניתוך ולאחר מכן מחדש גורם לשינוי זה מהממשק הנשך עד סיום הטמפרטורה המחישה בבסיס.

מהו האזור הפגום?

האזור הנגוע בחום הוא האזור של מתכת הבסיס הסמוך לתנודה שחוו מחזורים תרמיים במהלך השחיקה ללא ממש התכה. HAZ מתייחס לחלק של חומר הבסיס הסמוך לתנודה שחווה מחזורים תרמיים (התחממות וקירור) אינטנסיבי מספיק כדי לשנות את מבנה המיקרו שלה, אך לא מספיק כדי להמיס אותו. בעוד הבריכה הנברדת עצמה יוצרת את אזור ההיתוך שבו למעשה מתמסת ומכזבתים, כל אחד, הוא מקיף, הוא משפיע על ידי הטמפרטורות מוצקות שונות.

HAZ הוא ייחודי הן אזור ההיתוך (מתכת מגושמת) ואת מתכת הבסיס הבלתי מושפעת. בעוד הבריכה התוךבית עצמה מהווה את אזור ההיתוך (FZ), HAZ מקיף את האזור הזה והוא מחולק למגוון ⁇ טמפרטורה, כל אחד המשפיע על החומר שונה. רוחב ומאפיינים של HAZ משתנים באופן משמעותי בהתאם לתהליך הניתוך, עם תהליכים כמו לייזר להיות אנו מתרוקנים, כמו אלקטרון, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 של שימוש מופחתת, וכתוצאה מכך, 000, כמו גם גודל זהה, וכתוצאה מכך, 000 של חום ואפקטים של חום ואפקטים של חום ואפקטים של חום ואפקטים של HAZ משתנה במידה רבה, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, גדל של HAZ משתנה במידה ניכרת של HAZ משתנה במידה ניכרת משתנה במידה ניכרת של חום ואפקטים של חום ואפקטים של HAZ משתנה במידה ניכרת משתנה במידה ניכרת של HAZ משתנה במידה ניכרת משתנה במידה ניכרת של חום ואפקטים של חום ואפקטים של HAZ משתנה במידה ניכרת של HAZ משתנה במידה ניכרת של HAZ משתנה במידה ניכרת של חום, כאשר הוא גדל, כאשר הוא גדל מאוד, כאשר הוא גדל יותר מדי,

מדוע הדברים ב Welding

שינויים בנכסים אלה הם בדרך כלל בלתי רצויים ובסופו של דבר משמשים כחלק החלש ביותר של הרכיב.לדוגמה, שינויים מיקרו-מבנהיים יכולים להוביל ללחץ חי, כוח חומרי מופחת, מהירויות גבוהות יותר, וירידה בהתנגדות לקורוזיון ו / או סדק. ביישומים קריטיים רבים, כישלונות רבים מתרחשים ב- HAZ, זה הופך את ההבנה והשליטה של ה-HAZ החיוניים להבטחת האמינות ובטיחות של מבנים נשנו.

בחומרים רבים, במיוחד פלדות פחמן, פלדות אל-חלד, ופלדות ⁇ , ה-HAZ הוא גורם קריטי בביצועים הנולדים.ההיסטוריה התרמית שחווה HAZ במהלך המיזוג יכולה לגרום להשפעות מזיקות שונות כולל קשיחות מופרזת, מהירויות, גידול דגנים וסדקים פוטנציאליים אם לא מנוהל בקפידה.

אזורי מיקרו-מבנה בתוך ה-HAZ

HAZ אינו אזור אחיד אלא מורכב ממספר אזורים נפרדים, שכל אחד מהם מאופיין בטמפרטורות שיא שונות וכתוצאה מכך מיקרו מבנים. HAZ יכול להישבר לשלוש תת-אזורים מרכזיים: Coarse Grain Heat-Affected Zone (CGHAZ): קרוב לאזור ההיתוך, ה-CGHZ חווה את הטמפרטורות הגבוהות ביותר רק מתחת לנקודת ההיתוך של הבסיס, בדגנים קשים יותר, וגורמים לדגנים קשים יותר.

Coarse Grain Heat השפיע על האזור (CGHAZ)

אזור גרגר הדגנים coarse מושפע האזור מיד ליד קו ההיתוך וחוויות את החשיפה התרמית החמורה ביותר.אזור זה מחומם לטמפרטורות הרבה מעל טמפרטורת הטרנספורמציה austenite (Ac3) אבל מתחת לנקודת ההיתוך. אזור זה ליד טמפרטורות קו היתוך היטב מעל טמפרטורת הטרנספורמציה Ac3. כל precipitates כי מעכבת את הגידול של דגנים אטמיים נמוכה יותר, וכתוצאה מכך מתמוסס של גרגריט.

CGHAZ מציגה בדרך כלל את המאפיינים הבעייתיים ביותר בתוך HAZ. האזור coarse-goku (CGHAZ) כולל את הקשידות הגבוהה ביותר של HAZ ובדרך כלל ערכים קשים צפויים.בפחמן ופלדות דלות כלוי, גרגרי austenite coarse כי צורה בטמפרטורות גבוהות להפוך על קירור של coarse-gtensite, baite, או מוצרים אחרים בהתאם לסגסוגת קירור בדרך כלל.

גרף חום (FGHAZ)

אזור חד-אפד (FGHAZ): כאשר אתה מתרחק מאזור ההיתוך, חוויות המתכת טמפרטורות נמוכות יותר, המוביל למבנים דגנים דקים יותר. דגנים פינר משפרים את הקשיות ואת הפשטות בהשוואה לאזור coarse-grain. אזור דגנים דק מחומם לטמפרטורות רק מעל טמפרטורת הטרנספורמציה של Ac3, שבו צורה austenite אבל גידול הוא מוגבל.

טמפרטורות שיא נמוכות של בערך 1100 מעלות צלזיוס, רק מעל Ac3, תוצאה של התפתחות לא נכונה של austenite, לאחר α / ⁇ טרנספורמציה במהלך חימום, ייצור גרגרי austenitic קטנים (FGHAZ) בנוסף, הטמפרטורה העליונה לא יכול להיות גבוה מספיק כדי לפזר precipitate לחלוטין, להגביל את הצמיחה על ידי הצבת גבולות גרגר austenite. על קירור, או גרגר גבוה יותר עבור פלדה מאופק גבוה יותר.

ביקורתית וביקורתית HAZ

אזורי HAZ הבין-קריוניים והסובייקטיביים: אזורים אלה רחוקים מאזור ההיתוך וחוויות מתחת לנקודת הטרנספורמציה. האזור הבין-קריבי מחומם לטמפרטורות ה-Ac1 ו- Ac3, וכתוצאה מכך טרנספורמציה חלקית של המיקרו-מבנה. טמפרטורות שיא שוכבות בין טמפרטורות Ac1 ו- Ac3 טרנספורמציה חלקית של α לתוך ⁇ על חימום. בעוד חדש גרגריטיסטייטטמיטיבי בקצה השני של דגנים, כמו דגנים קצרים או דגנים קצרים, כמו דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, רק על ידי דגנים קצרים, או דגנים קצרים, הוא רק על ידי דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, הוא רק על ידי דגנים קצרים, הוא רק על ידי דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או דגנים קצרים, או גרגרניים, הוא רק על ידי דגנים חמים גרגרניים, או דגנים קצרים, הוא רק על ידי דגנים קצרים, הוא רק על ידי גרגרניים, הוא רק על ידי דגנים קצרים, הוא רק על ידי דגנים חמים גרגר

HAZ הבין-קריוני מראה גודל גרגר קטן ומציג את ערכי הקשידות הנמוכים ביותר במזגנים.האזור התת-קריטי חווה טמפרטורות מתחת ל- Ac1, שבו שום שינוי בשלב אינו מתרחש אך ממזג של המבנה המיקרו הקיים עשוי להתרחש.אזורים אלה יכולים להיות חשובים במיוחד במולרוב-פסים שבהם אנולד עובר מחממת בעבר ו-HAZ שלהם.

גורמים המשפיעים על חום משפיעים על נכסים באזור

גורמים הקשורים מרובים קובעים את הגודל, המיקרו-מבנה והנכסים של HAZ. הבנת הגורמים האלה חיונית לשליטה באיכות השמנת-שנתית ולחיזוי התנהגות חומרית.היקף וגודל שינוי הרכוש תלוי בעיקר בחומר הבסיס, המתכת ממלאת הנולד, וכמות וריכוז של קלט חום על ידי תהליך המיזוג.

התכת חום

קלט חום הוא ככל הנראה הפרמטר הקריטי ביותר המשפיע על מאפייני HAZ. Heat Input: זהו גורם קריטי המשפיע על הגודל והמאפיינים של קלט HAZ. Heat נקבע על ידי תהליך השקוע, הנוכחי, המתח ומהירות הנסיעה. קלט חום גבוה מגביר את גודל HAZ ויכול להוביל לקידוד ולרכך של הבסיס בפלדות מתכת, להגדיל את הסיכון של סדק חום גבוה.

קלט חום גבוה בדרך כלל תוצאות ב HAZ גדול יותר כי יותר אנרגיה תרמית מועברת למתכת הבסיס, גרימת אזור רחב יותר להגיע לטמפרטורות מספיק עבור טרנספורמציה מיקרו-מבנה.בנוסף, גבוה יותר קלט חום בדרך כלל תוצאות איטיות יותר קירור, אשר יכול להוביל לצמיחה דגנים מוגזמת היווצרות של מבנים מיקרו לא רצויים. HAZ קירור זמן עולה עקב קלט חום גדול, אשר מוביל לשילוב של גסה של דגנים חד דגנים ורידות בדגנים.

לעומת זאת, קלט חום נמוך מייצר HAZ קטן יותר, אבל עלול לגרום לשיעורי קירור מהירים יותר שיכולים להוביל להיווצרות של שלבים קשים, מתפתלים כגון מרטן בפלדות קשות.האתגר ב Welding הוא לאזן את קלט חום כדי להשיג היתוך מספיק וחדירה תוך צמצום תופעות לוואי HAZ.

Cooling Rate

קצב הקירור לאחר שטבע יש השפעה עמוקה על האבולוציה המיקרו-מבנית של HAZ. Rapid קירור בפלדות יכול להוביל להיווצרות של מרטינט, שלב קשה אך רב, מה שהופך את מפרק השכבות ליותר נוטה לפצח.

קצב קירור מושפע ממספר גורמים כולל קלט חום, עובי חומרי, טמפרטורה טרום התחממות, וטמפרטורה בין-פסה. מחזור הטמפרטורה בזמן השחיקה מובע על ידי הזמן t8/5 אשר הוא הזמן שבו קירור של שכבת השמנת יתר מ 800 מעלות צלזיוס ל 500 מעלות צלזיוס מתרחשת. פרמטר זמן קירור זה חשוב במיוחד עבור פלדות כפי שהוא קובע את המוצרים הטרנספורמציה שנוצר במהלך קירור.

הקשב המקסימלי בההאז בדרך כלל יורד עם זמן קירור גדל t8/5.אם ערך כבד מקסימלי מסוים הוא לא להיות עלה על פלדה מסוימת, הפרמטרים הרינג צריך לבחור באופן כזה כי זמן הקירור t8/5 אינו נופל תחת ערך מסוים.עם זאת, קירור איטי מדי יכול גם להיות מזיק, כמו עלייה של פעמים קירור גורם ירידה של קשיחות של HAZ, כלומר, כלומר, השפעה של שינוי אנרגיה, לא מוגדר על ידי שינוי מוקדם יותר, או ירידה של זמן קירור.

תכונות חומריות ונכסים חמים

ההרכב החומרי הבסיסי משפיע באופן משמעותי על המאפיינים HAZ באמצעות השפעתה על התנהגות טרנספורמציה, קשיחות ונטייה לגידול בדגנים. חומרים שונים מגיבים באופן שונה מאוד למחזורים התרמיים של המיזוג.השינויים במבנה המיקרו שמתרחשים ב-HAZ תלויים בחומר שנטבע ועל ההיסטוריה התרמית והמכנית שלו.

הגוון הירומלי ממלא תפקיד חשוב במיוחד בקביעת גודל HAZ.הההבדליות התרמית של חומר הבסיס ממלא תפקיד גדול - אם ההיקף גבוה, קצב הקירור החומרי הוא גבוה וה-HAZ הוא קטן יחסית. לחלופין, דיפרנציות נמוכה מובילה ל קירור איטי יותר וחומרי HAZ גדולים יותר עם מוליכות תרמית גבוהה, כגון אלומיניום ונחושה, נוטים להיות יותר מסגסוגת נמוך, כי יש לנוקמתקמת חום, כמו גם עם חומרים פגומים במהירות, כמו גם עם חומרים פגומים, כמו גם עם חומרים פגומים, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו פלדה, כי יש נטייה נמוכה יותר, כמו סגסוגת HAZDSTDSTDSTDVoltras.

תוכן פחמן ואלמנטים סגסוגת משפיעים באופן משמעותי על הקושי של פלדה ובכך המיקרו מבנים שמרכיבים את HAZ. גבוה פחמן וסגסוגת תוכן בדרך כלל להגדיל את הקשיות, מה שהופך את היווצרות של חזק, מרטן בשפע יותר סיכוי במהלך קירור מהיר.

בחירת תהליך

תהליכים שונים של נביחות מספקים חום לרכיבה בדרכים שונות, וכתוצאה מכך משתנים המאפיינים HAZ. Arc welding נופל בין שני הקצוות האלה, עם התהליכים הבודדים משתנים במקצת בקלט חום. תהליכי צפיפות אנרגיה גבוהה כגון לייזר beam welding ואלקטרון beam welding לייצר מקורות חום מרוכזים מאוד וכתוצאה מכך HAZs צרים, קטנים.

תהליכי שילוב של קשת כגון GMAW (MIG), GTAW (TIG), ו- SMAW (stick) מייצרים גדלים ביניים HAZ. Oxyדלק , עם מקור חום diffuse שלה וקלט חום מלא, מייצרת את ה-HAZ הגדולים ביותר.הבחירה של תהליך המיזוג צריך לשקול את המאפיינים הדרושים יחד עם גורמים אחרים כגון עובי, תצורה משותפת, דרישות ייצור משותף.

חישוב התכשיטה של התכתול ב Welding

חישוב מדויק של קלט חום הוא היסוד לחיזוי ושליטה בתכונות HAZ. הזנת חום קוונטית כמות האנרגיה התרמית המסופקת לחתיכת העבודה לכל אורך יחידת של Weld ומשמשת כפרמטר מפתח במפרטים של הליך והכשרה.

המונחים:

עבור תהליכי כישוף, הנוסחה הבאה משמשת: Q = (V × I × 60) / (S × 1000) × Efficiency שבו Q=קלט חום (kJ/mm), V = מתח (V), I= הנוכחי (A), ו- S= מהירות נתוך (mm/min) נוסחה זו משמשת באופן נרחב בקודים מרעימים וכוללת ASME ו-A.

הנוסחה מהווה את הכוח החשמלי המסופק על ידי קשת (התחילה על ידי הזרם) ואת הזמן שבו הכוח מוחל על כל מיקום נתון לאורך השכבות (במידתיות יחסית למהירות הנסיעה) הגורם של 60 מ"ר שניות עד דקות, ומציינת 1000 מ"ג'אולים" לקליברולים.

המערכת האירופית לחישוב קלט חום שונה מהמערכת האמריקאית על ידי פרמטר נוסף של "יעילות יתר / יעילות מעבד / יעילות מעבד" הערה, בסטנדרט הקודם, BS 5135, קלט החום נקרא "אנרגיהarc" ולא בהכרח כלל את יעילות התהליך.ערכים טיפוסיים יעילות קשת נע בין 0.6-0.8 עבור SMAW, 0.785 עבור GWMA, 0.25 ו- 0.25 בהתאם לתנאים ספציפיים.

דוגמאות לדלקת ריאות

שקול ניתוח GMAW עם הפרמטרים הבאים: מתח = 28V, נוכחי = 250A, מהירות הנסיעה = 300 מ"מ / אדם, ויעילות קשת = 0.80.שימוש בנוסחת קלט חום:

(ב) ×0(Q= (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) × 0.80=1.12 kJ/mmigFLT:1

ערך קלט חום זה יהיה שצוין במפרט הליך הניתוך (WPS) ויש לשמור על בטווחים מוסמכים במהלך ייצור נביחות.עבור פלדות מבניות רבות, טווחי חום טיפוסיים עשויים להיות 0.5-2.5 kJ / מ"מ, אם כי דרישות ספציפיות משתנות בהתאם לדרגה חומרית, עובי, דרישות יישום.

כאשר פרמטרים של נביחות מוגדרים כטווחים, הן ערכי קלט מינימליים והן מקסימליים יש לחשבו.עבור קלט חום מינימלי אנו ניקח את הזרם והמתח בצד התחתון, כמו זה גורם רב-תכליתי, ומהירות הנסיעה בצד גבוה יותר כמו מהירות הנסיעה היא דיבידנד.אז, מינימום קלט חום (J /min) = (140 × 16× 60) / 122 J / 1.2 / 2 1.22 / 2 J / 2 / 2 / 2 / i / i / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / i / 2 / i / 2 / J / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2, 000 / J / i / 2 / 2 / 2 / 2 / i / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 / J / 2 / J / J / 2 / 2 / 2 / i / 2 / 2 / J / J / i / 2 / i / 2 / 2 / i / i / i / i / 2 / i / 2 / 2 / 2 / i / i / J / i / 2 / 2 / J / × 25 / × 25 / 2 / × 25 / J / J /

המונחים: Heat input

נביחת חום היא תוצר של וולטאז ונוכחי מחולק על ידי מהירות הנסיעה.אז, לשלוט קלט חום מתוסכל, חיוני לשמור על הערך של זרם ומתח בצד התחתון בעוד מהירות הנסיעה צריכה להיות גבוהה. עם זאת, פרמטרים אלה לא ניתן להתאים arbitrbitrly - הם חייבים להיות מאוזנים כדי להשיג היתוך תקין, חדירה, ופרופיל להיות.

הנביחות יבוצעו על ידי חרוזים מיתרים כפי שהם מסייעים לשמור על מהירות הנסיעה מהר יותר.Weaving להפחית את מהירות הנסיעות הנשגבת ולכן מגביר את קלט החום המתפתל.בנוסף, באמצעות מוטת קוטר נמוך יותר כפי שהם צריכים פחות amperage so זה יהיה להפחית באופן עקיף את קלט החום רטוב יכול להיות אסטרטגיה יעילה כאשר קלט חום נמוך הוא הרצוי.

מודל ה-HAZ Size Indexion

מעבר חישובי קלט חום פשוטים, מודלים תרמיים מתוחכמים יותר יכולים לחזות התפלגות טמפרטורה, שיעורי קירור, ואת מידות HAZ. מודלים אלה נעים מפתרונות אנליטיים לניתוחים מורכבים של יסוד סופי.

התפוצצות רוזנת הזעם על Welding

המשוואה רוזנתאל מייצגת גישה אנליטית קלאסית לחיזוי שדות טמפרטורה ב Welding.רוזנתל הציעה שיטה אנליטית להעריך את המאפיינים התרמיים של חומרים במהלך היתוך in Conduction mode. לכן, משוואה זו יכולה לשמש בתהליכים של דלקת לייזר העוברים מצב של הדבקה ולא חור מפתח, על מנת להבין את ההתנהגות התלת-הטמפרטורה של חומרים במהלך גיל ההתבגרות.

הפתרון רוזנתאלי מספק יישום ראשון של היסטוריה תרמית והוא יכול להיות שימושי במיוחד עבור estimations מהירים.אולי הפתרון האנליטי הנזכר ביותר עבור שדה הטמפרטורה בחלק עובר מקור חום נעים (עם מהירות מתמדת ופלוקס) בגבול הוא שסיפק רוזנתאל.זה פתרון אנליטי עכשיו-קלאסי זה למשוואות חום בחיזוי שיעורי קירור ואת HAZ עבור חדירה כגון עומק כמו מתפתל.

עם זאת, המשוואה רוזנתל מסתמכת על מספר הנחות מפשטות כולל תכונות חומריות קבועות, ללא הפסד חום מזיהום או קרינה, ונקודת או מקור חום קו.יש הנחות שצריכים להתבצע בעת שימוש במשוואה רוזנתאלי כדי שהפתרון האנליטי הזה יהיה החל בתהליך השחיקה; עם זאת, זה יגדיל חששות לגבי הדיוק של התוצאות המתקבל ממשוואה זו.

ניתוח יסודות Finite Element Analysis

ניתוח אלמנט פינט (FEA) מספק תחזיות מדויקות יותר על ידי חיסול רבים של הנחות הפשטות הנדרשת עבור פתרונות אנליטיים.אנליזה אלמנט יסוד פינטיט (FEA) מבטלת את ההנחה של תכונות חומרים לא-constanttttttttt-axiסימטרי, שלושה-ממדיים כגון התפלגות חום אל-דלקתית כפולה ופולנית.

מודלים FEA יכולים לשלב תכונות חומרים תלויות טמפרטורה, מקור חום מורכב גיאמטריה, convection וקרינת חום הפסדים, ואפקטים של טרנספורמציה שלב.עם זאת, FEA דורש משאבים חישוביים ומומחיות שונים יותר בהשוואה לשיטות אנליטיות.הבחירה בין גישות אנליטיות ומספריות תלויה הדיוק הנדרש, משאבים זמינים ומורכבות של יישום הניתוך.

« אמפירי HAZ Width Estimation

עבור יישומים מעשיים, נוסחאות אמפיריות יכולות לספק הערכות מהירות של ממדים HAZ המבוססים על קלט חום ונכסים חומריים. רוחב HAZ (y) ניתן להשיג באמצעות המשוואה הבאה עם: Tp = טמפרטורה שיא / OC. כדי = טמפרטורה פלט / oC. Tm = טמפרטורה מלטינג של מתכת / OC. כדי = טמפרטורה מקורית מתכת / OC. אלה מערכות אמפיריות מפותחות בדרך כלל מניסויים עבור תהליכים ספציפיים של נתונים ותהליכי.

בעוד פחות מדויק מאשר דגמים תרמיים מפורטים, נוסחאות אמפיריות מספקות יישומים ראשונים שימושיים לתכנון תהליכים ויכולות לעזור לזהות אם ניתוח מפורט יותר נקבע.הם בעלי ערך מיוחד עבור השוואת תרחישים שונים או עבור עבודת עיצוב ראשונית.

חיזוי HAZ Micro Structure ו- Properties

הבנת המחזורים התרמיים שחווה HAZ היא רק הצעד הראשון - קביעת המיקרו-מבניים והנכסים המכניים הנובעים מכך דורש ניתוח נוסף המבוסס על התנהגות טרנספורמציה חומרית.

טרנספורמציה קולית רציפה (CCT) דיגרמה

דיאגרמות טרנספורמציה רציפה הן כלים חיוניים לחיזוי המיקרו-בניות אשר ייווצרו ב HAZ של פלדה בהתבסס על שיעור קירור. דיאגרמות CCT מראות אילו מוצרי טרנספורמציה (פריט, פנינייט, ביניט, מרטיני, מרטן) בצורת שיעורי קירור שונים עבור הרכב פלדה ספציפי. על ידי חישוב שיעור הקירור ממודלים תרמיים ומהשוואה אותו ל- CCT, מהנדסים יכולים לחזות את המיקרו-מיון HAZ.

קצב הקירור דרך טווח הטמפרטורה הקריטי (בדרך כלל 800 מעלות צלזיוס ל 500 מעלות צלזיוס עבור פלדה) חשוב במיוחד. זמן קירור (t8/5) הוא זמן הקירור מ 800 עד 500 מעלות צלזיוס, אשר בסופו של דבר יחליט את מוצרי המעבר בשלב ב HAZ. שיעורי קירור שונים בטווח זה יניב מיקרו-מבנה שונים עם תכונות שונות מאוד.

חיזוי הזוועה

הרדיות היא אחד המאפיינים הנפוצים ביותר של HAZ שניתן לחזות על בסיס מיקרו-מבנה והרכב.קשה השיא באזור החום המושפע (HAZ) נחשב לעתים קרובות להיות סימן של איכות ההבשלה של מפרק ה- Welding ולכן הוא לעתים קרובות נמדד במהלך אישורי הליך נטבעת ו-Hazeing גבולות גבוהים יותר עבור קשיחות HAZ נקבעים בתקן ה- ISO-1, כמו ISO-R.

עבור פחמן ופלדות דלות, נוסחאות אמפיריות יכולות להעריך את קשיות ה-HAZ המקסימלית המבוססת על שיעור שווה ערך פחמן וקירור. תחזיות אלה מסייעות לקבוע אם טיפול חום טרום חימום או לאחר מגודות יש צורך להימנע מקשה מופרזת שיכולה להוביל לסדקים או לשבר כפול. רבים מרעישים לציין ערכים מקסימליים המאפשרים ערך קשיחות HAZ, בדרך כלל בטווח של 350V עבור פלדה מבנית.

שיקולים

קשיחות, או התנגדות לשבירה, היא לעתים קרובות הנכס הקריטי ביותר של יישומים מבניים.במקרים מסוימים כל האזורים של האזור המושפע חום (דגנים, גרגר דגנים, גרגר, בין-קריבטיבי ו sub Critical) הם מבריכים במידה מסוימת בהשוואה לחומר ההורה.עם זאת, אם הקושי של החומר הוא נמוך יחסית, אזור החום-החום עשוי להיות בעל תכונות גבוהות יותר, במיוחד באזור הטמפרטורות, קשה.

גרגר ה-HAZ מציג בדרך כלל את הקשידות הנמוכה ביותר בשל גודל גרגר הקררה ומוצרים לטרנספורמציה מהירה ככל האפשר.עם קלט חום גדל מ 50 עד 100 kJ / ס"מ, הקשיחות HAZ ירדה במהירות, בעוד המיקרורדיות נמדדת יורדת בהתמדה.הגדלים של דגנים מ-52 עד 132 מיקרומטר, ורוחב של ביטי גדל מ-0.4 ל- 2 מיקרומטר, בין גודל זה, לבין חום חזק.

אסטרטגיות ל-HAZ Properties

תכונות שליטה HAZ דורש גישה מקיפה הכוללת בחירה חומרית נאותה, פרמטרים ממוטבים, וטיפולים תרמיים מתאימים. אסטרטגיות מרובות ניתן להשתמש באופן אישי או בשילוב כדי להשיג תכונות HAZ הרצויות.

חימום

חימום חומר הבסיס לפני גיל ההתבגרות מסייע להפחית את קצב הקירור, מצמצם את הסיכון של ה-HAZ קשיח וסדקים, במיוחד בפלדות פחמן. טמפרטורות טרום חימום תלויות בחומר אבל יכול לנוע בין 150 מעלות צלזיוס ל-300 מעלות צלזיוס. Preהתחממות היא חשובה במיוחד עבור חלקים עבים, פחמן גבוה או גבוה כל פלדה, וכאשר אנו מתרבים בסביבות קרות.

חימום הוא מאוד שימושי כדי למנוע את תופעות של סדקים קרים כפי שהוא משמיד את הקירור של HAZ ומאפשר מימן המושרה במהלך הרינג כדי לברוח.יתר על כן חימום משפר את המגבלות המושרה על ידי ההתחממות הנדרשת ניתן לחשבו על בסיס פחמן שווה ערך, עובי חומרי, ומימן באמצעות נוסחאות אמפיריות שונות או קודים.

יש לשמור על הטמפרטורה טרום התחממות לא רק לפני שטבע מתחיל, אלא גם במהלך השחיקה (כמו הטמפרטורה הבין-קפה) כדי להבטיח את שיעורי הקירור עקביים לאורך כל השכבות.טמפרטורות מצביעות על crayons, thermocouples, או תרמומטר אינפרא אדום ניתן להשתמש כדי לאמת כי preהתחממות נאותה מושגת נשמר.

טיפול חום לאחר לידה (PWHT)

PWHT הוא תהליך תרמי החל לאחר ייבוש הלחץ השונה ולשפר את הקשידות ב HAZ. בפלדות, PWHT מפחית את הקשות של מרטינט ולשפר את הפשטות.התהליך בדרך כלל כרוך חימום ההרכבה המוטבעת לטמפרטורה בדיוק מתחת לטווח הטרנספורמציה והחזקתו לזמן מוגדר.

PWHT משרתת מטרות מרובות כולל הקלה בלחץ, מזג של מיקרו-מבנה קשיח, והסרת מימן.עבור פחמן ופלדות דלות-כלוי, PWHT מבוצע בדרך כלל בטמפרטורות בין 550-650 מעלות צלזיוס, עם זמני אחזקה המבוססים על עובי חומרי (בדרך כלל 1 שעה לסנטימטר של עובי). שיעורי חימום וקירור חייבים להיות מבוקרים כדי למנוע הלם תרמי ודור נוסף.

כלי שיט רבים וקודי פיוט מחייבים PWHT עבור חומרים מסוימים, עוביים, תנאי שירות.גם כאשר לא נדרש על ידי קוד, PWHT יכול לשפר באופן משמעותי את תכונות HAZ ואת איכות השכבות הכוללת, במיוחד עבור יישומים קריטיים.

אופטימיזציה של Welding Parameters

בחירה קפדנית ושליטה של פרמטרים של הרינג מייצגת את השיטה הישירה ביותר לשליטה במאפיינים של HAZ. Controlling חום קלט הוא אחד הדרכים היעילות ביותר למזער את HAZ. עם זאת, קלט חום חייב להיות מאוזן - נמוך מדי יכול לגרום חוסר של היתוך או קשיחות מופרזת, בעוד גבוה מדי מייצרת גידול דגנים יתר ומדכך.

עבור פלדות מבניות רבות, שמירה על קלט חום בטווח שצוין (לעתים קרובות 0.5-2.5 kJ /mm) מספק את האיזון הטוב ביותר של נכסים. Multi-pass עם קלט חום נמוך יותר לעבור יכול להיות עדיפה על קלט חום גבוה חד-צדדי, כמו גם חולפים הבאים יכולים לחדד את ה-HAZ של מעברים קודמים דרך רכיבה תרמי.

מהירות הנסיעה משפיעה הן על קלט חום ואת הזמן בטמפרטורה גבוהה.כדי לשלוט קלט חום רטוב, חיוני לשמור על הערך של זרם ומתח בצד התחתון בעוד מהירות הנסיעה צריך להיות נשמר גבוה. עם זאת, מהירות הנסיעה חייב להיות מספיק כדי לשמור על יציבות קשת נאותה פרופיל חרוזים.

בחירה וילדותיות

בחירה חומרית משפיעה באופן משמעותי על מאפייני HAZ ו- Weldability. מודרני גבוה צמיחה נמוכה כלוי (HSLA) פלדה נועדו עם כימיה מבוקרת כדי למזער בעיות HAZ. פלדות אלה בדרך כלל יש תוכן פחמן נמוך (לעתים מתחת ל-0.1%) כדי להפחית את הקשידות ולשפר את הישימות, עם כוח מושג באמצעות מיקרו-מטוריפטינג מבוקר ולא תוכן פחמן גבוה.

נוסחאות שוות ערך פחמן מספקות כלי שימושי להערכת הכדאיות וחיזוי קשיחות HAZ וסדקים רגישות.נוסחאות שוות ערך פחמן שונות קיימות, עם הנפוץ ביותר להיות הנוסחה IIW (המכון הבינלאומי של Welding) ונוסחת P ס"מ ערכים פחמן נמוך בדרך כלל מצביעים על תחלואה טובה יותר ובעיות HAZ פחות חמורות.

עבור יישומים קריטיים, בחירת חומרים צריכה לשקול לא רק תכונות מתכת בסיס, אלא גם לצפות תכונות HAZ. כמה חומרים המציגים תכונות מתכת בסיס מעולה עשוי לפתח HAZs בעייתיים המגבלה את השימושיות שלהם בבנייה מחוסמת.

המונחים: low-Hydrogen Practices

באמצעות אלקטרודות דלות-hydrogen (כגון E7018 עבור השקיה דבק) או גזים מבוקרים כראוי להפחית את התוכן מימן ב- Ild, צמצום הסיכון של סדקים המושרה מימן ב- HAZ. hydrogen המושרה סדקים, הנקרא גם סדקים קרים או עיכוב סדק, הוא אחד הפגמים החמורים ביותר ועלולים להתרחש שעות או ימים לאחר גיל.

שיטות נמוכות-hydrogen כוללות אחסון תקין וטיפול של conumables, באמצעות תהליכים עם נביחות דל-hydrogen, הימנעות לחות זיהום, ומאפשר זמן מספיק עבור מימן להתפוגג לפני הקרם התוך כדי טמפרטורה מחממת.עבור חומרים רגישים, לאחר-מגום מאופה על 200-300 מעלות צלזיוס עשוי להיות נחוץ.

HAZ Characterization ובדיקה

התאמה נכונה של תכונות HAZ היא חיונית עבור הטמעת הסמכה של הליך, בקרת איכות וניתוח כשל. שיטות בדיקה מרובות משמשים כדי להעריך את מאפייני HAZ.

בדיקת המרירות

בדיקת הרדנס היא השיטה הנפוצה ביותר עבור הזיה של HAZ בשל הפשטות שלה ואת גודל הדגימה הקטן הנדרש. סקרי הרדנס על פני השכבות, HAZ, ומתכת הבסיס מספקים מידע חשוב על שינויים מיקרו-תרבותיים ויכולים לזהות אזורים של קשיחות מוגזמת שעשויה להיות רגישה לפצח.

ווקרנים או בדיקת microhardness משמשים בדרך כלל עבור HAZ, עם מדידות שנלקחו במרווחים קבועים (לעתים קרובות 0.5-1.0 מ"מ ספאק) על פני אזורי HAZ השונים.פרופילי הרדנס יכולים לחשוף את היקף HAZ, לזהות את האזורים הקשים ביותר, ולוודא כי גבולות קשיחות מקסימלית אינם עולים.

קודים רבים מציינים את ערכי הקשידות המקסימליים האפשריים.לדוגמה, יישומים בחו"ל ו- subsea לעתים קרובות מגבילים את קשיחות ה-HAZ ל-350 HV10 או נמוך יותר כדי להבטיח קשיחות נאותה והתנגדות לפצח לחץ sulfide.הפחתת הגבולות האלה עשויה לדרוש פעולה נכונה כגון טיפול חום לאחר מגבת או תיקון ריתוך.

השפעה על בדיקות

Charpy V-notch השפעה בדיקות להעריך את הקשידות ואת ההתנגדות לשבר של HAZ. עבור בדיקות HAZ, הנץ ' ממוקם בקפידה באזורים מסוימים HAZ (בדרך כלל גרגר coarse HAZ) כדי להעריך את הקשידות הגרועה ביותר.זה דורש בדיקה מתכתית זהירה לזהות מיקומים HAZ לפני דגימות בדיקות מאצ'ינג.

בדיקות השפעה מבוצעות בדרך כלל בטמפרטורה מינימלית של עיצוב או נמוך יותר כדי להבטיח קשיחות נאותה בתנאי שירות.קודים רבים דורשים מינימום השפעה על ערכי אנרגיה (לעיתים קרובות 27 Joules או גבוה יותר) בטמפרטורות בדיקה שצוין.האפקט השפעת HAZ לעתים קרובות נמוך יותר מאשר קשיחות מתכת בסיס, מה שהופך אותו קריטריון קבלה קריטי.

היחסים בין קלט חום ו קשיחות HAZ מבוססים היטב.עם קלט חום גדל מ 50 עד 100 kJ / ס"מ, קשיחות HAZ ירד במהירות, בעוד מיקרורדיות נמדדת יורד בהתמדה.גדלי הדגנים גדל מ 52 עד 132 מיקרומטר, ורוחב של לבה ביניט גדל מ 0.4 עד 2 מיקרומטר.

בדיקה מטבוליזם

בדיקה מטאגרפית מספקת התבוננות ישירה של מבני מיקרו-מבנה HAZ והיא חיונית להבנת הקשר בין פרמטרים ונכסים הנובעים.סעיפים צלב דרך השכבות מוכנים על ידי חיתוך, עלייה, שחיקה, ללוטש, ותחריט לחשוף את המיקרו-מבנה.

מיקרוסקופיה אופטית יכולה לזהות את אזורי HAZ השונים, למדוד גודל דגנים, ומאפיינת את המיקרו-מבנה הכללי של אזור החום מושפע תלוי בטמפרטורת הפסגה שהושגה ואת משך הזמן המבלה בטווח הטמפרטורה של 800oC - 500oC. את המרכיבים של המיקרו של אזור החום מושפע עשוי להשתנות מאזורים דקים של מרטן לאזורי פנינית (FoC) כדי לחשוף תכונות מיקרוסקופיות גבוהות יותר (מיקרו-מחדש) עבור אלקטרו-מבנים מפורטים) ואלקטרון (מבנים מפורטים) (מחדש) (מבנים מפורטים) עבור תכונות מיקרוסקופיים מפורטים של אלקטרו-מדומים (מחדשניים).

המדידה בגודל Grain ב HAZ חשובה במיוחד מכיוון שהיא משפיעה מאוד על תכונות מכניות.גדלי גרגר קוארזה בדרך כלל תואמים עם קשיחות מופחתת ורגישות מוגברת לפצח. Quantitative Metallography יכול למדוד גודל דגנים, שברירי שלב, ולהכללת התפלגות לתמיכה תחזיות רכוש ואופטימיזציה של תהליכים.

שיקולים מיוחדים לחומרים שונים

מערכות חומר שונות מציגות מאפיינים ייחודיים של HAZ ודורשות גישות ספציפיות לשליטה ולאופטימיזציה.

פחמן ושפל נמוך

פלדות פחמן ושפל הם החומרים המוערכים ביותר והתנהגות HAZ שלהם הוא מובן היטב.הדאגות העיקריות הן קשיחות מוגזמת מ היווצרות מרטן ותהליכי קלט חום נמוכים אשר נותנים שיעורי קירור גבוהים יחסית לייצר אזור חום גבוה יותר מחוספס חום מוכת חום ומעט מתפתל פלדה נמוכה פחמן.

עבור פלדות פחמן נמוכות (נמוך 0.15% C), בעיות HAZ הן בדרך כלל מינימליות ו welding יכול להתבצע לעתים קרובות ללא חימום או PWHT. פלדות פחמן בינוני (0.15-0.30% C) דורשות שליטה זהירה יותר של שערי קירור דרך טרום חום ועשויה לדרוש פלדות פחמן גבוהות PWHT (מעל 0.30% C) הם קשים ל- כמעט תמיד צריך Pהתחממות מוקדמת ו-WHT כדי למנוע קריפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפט.

פלדה דלת-כלוי המכילה כרום, molybdenum, ואלמנטים אחרים של ⁇ מפגינים קשיחות מוגברת ודורשים שליטה זהירה של קלט חום ושיעורי קירור.חומרים אלה נהנים מטמפרטורה טרום-חום, מבוקרת, ולעתים קרובות דורשים PWHT להשיג תכונות HAZ מקובלות.

פלדה ללא סטיות

פלדות ללא סטטינים מציגות אתגרים ייחודיים HAZ בהתאם לשיעור המיקרו-מבנה שלהם. פלדות אל-חלד Austenitic יש בדרך כלל יכולת טובה אבל יכול לסבול מרגישות ב HAZ. במצב הנשגב הרבה פלדות אל-חלד רגישים לקורוזיה מהירה או לשבץ מוחי מתח.זה בגלל החום ממזג האוויר מ- Weldingsitsitsitsitsitize את הבסיס המתכתי (Holding) ו-Holding) אנו מושפעים (HAZ).

Sensitization מתרחש כאשר chromium carbides precipitate בגבולות דגנים ב HAZ, מרוקן את האזורים הסמוכים של כרום ולהפוך אותם רגישים קורוזיה intergranular. זה יכול להיות נמנע על ידי שימוש בדרגות פחמן נמוך (L-ציונים עם פחות מ 0.03% C), ציונים מייצבים המכילים טיטניום או חנקיום, או על ידי פתרון נשימתי לאחר גיל המעבר.

פלדות אל-חלד פרקטיות יכולות לחוות גידול בדגנים ב- HAZ המוביל לצמצום הקשידות. פלדות אל-חלד מרטיד מתמרנסיות מתנהגות באופן דומה לפלדות פחמן קשות ודורשות מ מראש חום ו- PWHT. פלדות אל-חלד דו-חמצני דורשות שליטה זהירה של קלט חום כדי לשמור על האיזון הנכון של ferrite ושלבים אנתטיים ב-HAZ.

אלומיניום Alloys

⁇ אלומיניום מציגים אתגרים שונים HAZ בהשוואה לפלדות.בסגסוגת אלומיניום טיפול חום, כגון 6061, HAZ יכול לחוות פירוק precipitate, המוביל לרכך.הכוח של סגסוגת אלומיניום מופחת משמעותית HAZ בהשוואה חומר ההורה.

עבור סגסוגת אלומיניום קשיחה (xxx, 6xxx, 7xxx סדרה), חוויות HAZ overaging או פירוק של חיזוק precipitates, וכתוצאה מכך אזור רך עם כוח מופחת באופן משמעותי.זה רכך לא ניתן בקלות remeated ויש לקחת בחשבון עבור עיצוב. פוסט-מגום ההזדקנות מלאכותי יכול לשחזר באופן חלקי תכונות אבל לעתים רחוקות להשיג כוח מתכת מלא.

סגסוגת אלומיניום לא-התחממות (xxx, 3xxx, 5xxx סדרה) אשר שואבת כוח מהעבודה ניסיון קשיח נשימה ב HAZ, גם וכתוצאה מכך לרכך. מוליכות תרמית גבוהה של אלומיניום דורש קלט חום גבוה יותר עבור היתוך אבל גם תוצאות קירור מהיר ורוחב HAZ קטן יחסית.

טכנולוגיות מתקדמות HAZ Control Technologies

ההתקדמות הטכנולוגית האחרונה מציעה גישות חדשות לצמצום בעיות ה-HAZ והשגת איכות גבוהה יותר.

תהליכי הכחשה גבוהים

לייזר Welding: לייזר Welding מספק מקור חום ממוקד מאוד, מצמצם קלט חום באופן משמעותי להפחית את גודל HAZ.טכניקה זו אידיאלי עבור חומרים כמו נירוסטה פלדה טיטניום. אלקטרון באם Welding: כמו לייזר welding, אלקטרון beam welding מספק צפיפות אנרגיה גבוהה, צמצום HAZ ושינויים מתכתיים הקשורים.

תהליכים אלה של צפיפות אנרגיה גבוהה לייצר HAZs צר מאוד בשל מקורות החום מרוכזים שלהם ומהירויות נסיעות גבוהות. גודל HAZ מופחת מצמצם את ההשפלה של רכוש ועיוות.עם זאת, תהליכים אלה דורשים השקעה משמעותית הון והם בדרך כלל מוגבלים ליישומים ספציפיים שבו היתרונות שלהם להצדיק את העלות.

תהליכים היברידיים המשלבים לייזר או אלקטרון קרן עם קשת welding יכולים לספק יתרונות של שתי הגישות - חדירה עמוקה וקלט חום נמוך של תהליך האנרגיה הגבוהה עם פער סובלנות וקצב של כישוף.

טכניקת הולדינג

באמצעות טכניקות מתקדמות של נביחות כגון הדופק TIG ו MIG Welding גם מועיל לשליטה בקלט חום נשתוך. Pulsed welding חלופות בין שיא גבוה הנוכחי עבור חדירה רקע נמוך הנוכחי עבור קירור, וכתוצאה מכך קלט חום נמוך יותר בהשוואה לנפיחות רציפה באותו שיא הנוכחי.

תהליכים מחוספסים מספקים שליטה טובה יותר על מאגר ה- Weld וקלט חום, ומאפשר אופטימיזציה של תכונות HAZ תוך שמירה על היתוך וחדירה נאותה.הקירור המחזורי במהלך שלב הרקע הנוכחי יכול לחדד את מבנה הדגנים ולהקטין את רוחב HAZ הכולל.

אוקסיד מטאלורגי ומיקרובליוינג

פיתוח פלדה מודרני התמקד בשיפור קשיחות HAZ באמצעות גישות מתכתיות חד-חמצני.הכללות יפות יכול לשחק תפקיד משמעותי בשיפור הקשודות של HAZ, מנגנון חיזוק זה ניתן לסכם בשני היבטים. ראשית, זה כרוך הזיכוך של גרגרי אנתנטי בתוך HAZ. במהלך מחזור תרמי מתפתל, ההכללות לפעול ביעילות כעוגן, ביעילות מעצם של התנועה של גרגר.

הכלולות חד חמצני מבוקרת בזהירות יכול לשמש אתרי ניונקיה עבור ferrite acicular, מיקרו-מבנה בעל קשיחות מעולה. גישה זו הוחלה בהצלחה בפלדות צינורות ויישומים קריטיים אחרים כדי לשפר את הקשידות HAZ אפילו בקלטות חום גבוהות. טיטניום, מגנזיום, וטיפולי סידן יכולים לייצר פיזורים חד-חמצני מועיל שמשפר את תכונות HAZ.

יישומים מעשיים ומחקרי מקרים

הבנת עקרונות HAZ ומימוש אסטרטגיות בקרה מתאימות היא חיונית על פני תעשיות רבות ויישומים.

בנייה

נביחות צינוריות מייצגות את אחת האפליקציות התובעניות ביותר עבור בקרת HAZ.Pipelines חייב לעמוד בלחץ גבוה, סביבות קורוזיות פוטנציאליות, ולעתים קרובות לפעול באקלים קיצוני.קשה על HAZ היא קריטית למניעת שבר מתפתל, במיוחד בסביבות שירות סוררות שבו נמצא sulfide מימן.

פלדות צינורות מודרניים נועדו עם כימיה מבוקרת ומיקרו-מטור להשגת תכונות HAZ מצוינות. נהלים וולדינג הם מוסמך בקפידה כדי להבטיח קשיחות נאותה בטמפרטורת העיצוב המינימלי.קלט חום נשלט בדרך כלל בטווחים צרים (בדרך כלל 0.5-1.5 kJ / מ"מ) כדי לאזן את הפרודוקטיביות עם דרישות הנכס HAZ.

עבור צינורות הארקטי הפועלים בטמפרטורות נמוכות כמו 60 מעלות צלזיוס, נדרשת קשיחות יוצאת דופן HAZ.זה דורש פלדות פחמן אולטרה-נמוכות, קלט חום מבוקר, ובדיקות קפדניות כדי לאמת את קשיחות דלת-טמפרטורה נאותה.

לחץ וורס ו-Boilers

כלי שיט בלחץ וההפצה של ה-HAZ דורשים פיקוח זהיר על מנת להבטיח הפעלה בטוחה תחת לחץ וטמפרטורה גבוהה. ASME Boiler ו- הלחץ Vssel Code סעיף VIII וסעיף I מספקים דרישות מפורטות עבור נהלים מתפתלים, כולל מגבלות קלט חום, דרישות טרום התחממות, ומפרטים PWHT.

עבור כלי לחץ עבה, ריבוי פאס עם טמפרטורה בין-פס מבוקר הוא תרגול סטנדרטי. PWHT הוא בדרך כלל חובה עבור פחמן וכלי פלדה דל-כלוי נמוך כדי להקל על מתחים בודדים ומזג קשה HAZ מבנים. טמפרטורת PWHT וזמן הם prescribed על בסיס חומר כיתה ועובי.

פלדה עמידת קריפ בשימוש בשירות עתיר גבוה מציג אתגרים נוספים של HAZ.ה גרגר הדגנים קנס יכול להיות רגיש לטיפוס הרביעי סדק במהלך חשיפה ארוכת טווח, הדורשת בחירה חומרית זהירה ועידוד פיתוח תהליכים.

בנייה של Steel Construction

פלדה סטרקטידורית מתמזגת עבור מבנים, גשרים, תשתיות אחרות חייבות לאזן את הפרודוקטיביות עם דרישות איכות.AWS D1.1 קוד הולדינג סטרקטי מספק דרישות מקיפים עבור בקרת HAZ כולל דרישות טרום התחממות המבוססות על עובי חומרי וטמפרטורה מחממת.

עבור יישומים סיסמיים, קשיחות HAZ היא קריטית במיוחד כאשר אנולדים חייבים להיות מסוגלים לקיים עיוותים מפלסטיק גדולים במהלך טעינת רעידת אדמה.קשרי מסגרת זמן מיוחדים דורשים בדיקות הסמכה קפדניות כולל בדיקות השפעה Charpy של HAZ כדי להבטיח קשיחות נאותה.

פלדה מבנית גבוהה (כוח מואר מעל 450 MPa) דורש שליטה זהירה יותר מאשר פלדה קלה קונבנציונלי.Preהתחממות הוא לעתים קרובות נדרש, וקלט חום עשוי להיות מוגבל כדי למנוע גידול דגנים מופרז אובדן כוח ב HAZ.

בעיות HAZ ופתרונות

למרות תכנון קפדני ושליטה, בעיות ה-HAZ יכולות להתרחש.הבנת בעיות נפוצות ופתרונות שלהם חיוניים לפתרון בעיות ושיפור מתמשך.

הידרוגן-Induced Cracking

הסדקים המושרה של מימן (נקראים גם קר סדקים או סדקים מעוכבים) הוא אחד פגמים חמורים ביותר HAZ. זה קורה כאשר שלושה גורמים נוכחים בו זמנית: מימן, מיקרון רגישים (בדרך כלל קשה מרטן), ו הלחץ רבילי.

אסטרטגיות מניעת כוללות שימוש בתהליכים של בידוד בתדר נמוך וניתן למקם אותם, החלת חום מספיק להאט קירור ולאפשר מימן לברוח, שמירה על טמפרטורה בין-קפה נאותה, ולהימנע מזיהום לחות. עבור חומרים רגישים מאוד, לאחר המכשול מימן מוגדל ב 200-300 מעלות צלזיוס למשך מספר שעות עשוי להיות נחוץ.

מרירות מופרזת

קשיחות מוגברת של HAZ יכולה להוביל שבר מתפתל ולהגדיל את הרגישות לפצח מימן.זה בדרך כלל תוצאה של קירור מהיר של פלדות קשיחות, ייצור של מרטנט קשה. Solutions כוללים עלייה בטמפרטורות טרום חום להאט קירור, הגדלת קלט חום (עם מגבלות מקובלות), וליישם PWHT למיקרו-מבנה קשיח.

אם קשה יתר מתגלה לאחר שטבע, PWHT יכול לעתים קרובות להפחית את הקשידות לרמות מקובלות.במקרים מסוימים, תיקון גיל עשוי להיות הכרחי, אם כי זה חייב להיעשות בזהירות כדי למנוע הצגת בעיות נוספות.

נוקשות מסכנה

קשיחות HAZ יכולה לגרום לגידול דגנים מופרז עקב קלט חום גבוה, היווצרות של מיקרו-מבני לב, או הפצת הכללה בלתי נסבלת. Solutions כוללים צמצום קלט חום להגביל את צמיחת הדגנים, אופטימיזציה של שערי קירור לקידום מבנים מיקרו-דור נוחים, ושימוש בחומרים עם שיפור קשיחות HAZ באמצעות מיקרו-מטור או ממתכת.

עבור בריחתים קיימים עם קשיחות לא מספקת, אפשרויות מוגבלות. PWHT עשוי לספק שיפור כלשהו על ידי מזג שלבי גילוח, אבל התאוששות קשה משמעותית היא בלתי סבירה.תיקון וחלופה עשויים להיות הכרחי עבור יישומים קריטיים.

שטף בחומרים חמים-Treated

HAZ מרכך בסגסוגת אלומיניום מעצימות ופלדות ממוזגות תוצאות מ overaging או ממזג של מנגנונים מחזקים.בעיה זו קשה לתקן לאחר שאסטרטגיות מניעת הריון כוללות צמצום קלט חום באמצעות בחירת תהליך (laser או אלקטרון beam welding), באמצעות חיכוך מעורר נשימה אשר מייצרת מינימום HAZR, או עיצוב משותף כדי לקחת בחשבון מופחת כוח HAZ.

הזדקנות מלאכותית לאחר מגבת יכולה לשחזר באופן חלקי את הכוח בסגסוגת אלומיניום, אם כי התאוששות מלאה לחוזק מתכת בסיס מושגת לעתים רחוקות. עבור יישומים קריטיים, השקיה מכנית או אג"ח דבק עשוי להיות עדיפה על היתוך.

מגמות עתידיות במחקר ופיתוח טכנולוגיות

מחקר מתמשך ממשיך לקדם הבנה של תופעות HAZ ולפתח אסטרטגיות שליטה משופרות.מודלים Computational הופך מתוחכם יותר ויותר, שילוב של קינטיקה של שינוי שלב, פיתוח מתח חיתי, ואבולוציה מיקרו-מבנה.מודלים אלה מאפשרים בדיקות וירטואליות של נהלים ואופטימיזציה לפני ניסויים פיזיים.

טכניקות להתאמה מתקדמות כולל diffraction של אלקטרון (EBSD), דלקת אטום בדיקה טומוגרפיה, וסנכרון X-ray diffraction מספק תובנה חסרת תקדים של מנגנוני ה-HAZ והטרנספורמציה. ההבנה הבסיסית הזו מאפשרת פיתוח של חומרים משופרים ותהליכים.

מערכות ניטור ובקרה בזמן אמת באמצעות הדמיה תרמית, פליטה אקוסטית וחיישנים אחרים מאפשרים שליטה הסתגלות של פרמטרים של נביחות כדי לשמור על תכונות HAZ עקביות. Machine Learning ובינה מלאכותית מוחלים על מנת לחזות תכונות HAZ וייעל הליכים נביחות המבוססים על נתונים גדולים.

חומרים חדשים כולל פלדות מתקדמות גבוהות, ⁇ nanostructured, ומרכיבי מתכת מציגים את שני האתגרים וההזדמנויות של שליטה בה-HAZ.

מסקנה

האזור הנגוע בחום מייצג אזור קריטי במבנים מחוסנים שבו מחזורים תרמיים משנים מיקרו-מבנה ונכסים מבלי להמיס את המתכת הבסיס.האזור ה-Hy-Affected הוא היבט מורכב אך קריטי של המיזוג שיכול להשפיע באופן משמעותי על הביצועים של המפרקים הנשנים.הבנת כיצד שינויים מתכתלוורגיים ב-HAZ מתרחשים וכיצד לשלוט בהם באמצעות פרמטרים של תהליך, preהתחממות, טיפול לאחר לידה חיוני להשגת סיכונים מכניים, יעיל, יעיל, ומאובטחים, הוא יעיל, מבטיח שיפור יעיל של שליטה עצמית, יעיל, יעיל, ואפקטיביים, יעיל, יעיל, יעיל של מחלות .

שליטה מוצלחת HAZ דורשת גישה מקיפה המשלבת ברירה חומרית, אופטימיזציה של תהליך האופטימיזציה, ניהול תרמי באמצעות preheat ו- PWHT, ובדיקה קפדנית ואפיון הבנה של העקרונות הבסיסיים של העברת חום, שינויים שלב, ומערכות יחסים פרוספקטיביות מבנה מאפשר למהנדסים לחזות התנהגות HAZ ולפתח אסטרטגיות בקרה מתאימות.

חישוב תכונות HAZ כרוך במספר שלבים: קביעת קלט חום מ פרמטרים של גילינג, לחזות מחזורים תרמיים באמצעות מודלים אנליטיים או מספריים, הערכת מיקרו-מבנה מבוסס על שערי קירור ודמיוני טרנספורמציה, ומיזוג מיקרו-מבנה עם תכונות מכניות. בעוד נוסחאות פשוטות לספק התאמות ראשונות שימושיות, ניתוח מפורט עשוי לדרוש מודלים חישוביים מתוחכמים המאומתים על ידי בדיקות ניסיוניות.

בעוד הטכנולוגיה של השחתת ממשיכה להתקדם וחומרים חדשים מפותחים, הבנה ושליטה ב-HAZ עדיין חיוני כדי להבטיח את האיכות, האמינות ובטיחות של מבנים מחוסנים בכל התעשיות.על ידי יישום העקרונות והפרקטיקות המתוארים במדריך זה, אנשי מקצוע מתרבים יכולים למזער בעיות HAZ ולהשיג איכות נשכמת אופטימלית אפילו ביישומים התובעניים ביותר.

משאבים נוספים

עבור אלה המבקשים להעמיק את הבנתם של תופעות ה-HAZ ו- Welding Metallurgy, משאבים רבים זמינים.האגודה האמריקאית ל- Welding Society (AWS) מציעה פרסומים טכניים נרחבים, קורסי הדרכה ותוכניות הסמכה המכסות את ה- Welding Metallurgy ופיתוח הפרוצדורה.The FLT:0TWI (מכון ה-Welding Institute)FLT:1 מספק דוחות מחקר, מאמרים טכניים, ייעוץ על שירותי ייעוץ על טכנולוגיה וניהול HAZI.

מוסדות אקדמיים ברחבי העולם עורכים מחקר על ריתוך מתכות ופרסום הממצאים בכתבי עת כגון Welding Journal, Science and Technology of Welding and Joining, and Materials Science and Engineering. Industry-Tech-Industry, API, ו-AWS מפתחים קודים וסטנדרטים המשלבים את השיטות הטובות ביותר עבור בקרת HAZ.

משאבים מקוונים כולל:0.AWS.orgFLT:1, פורומים מתרבים, ומאגרי מידע טכניים מספקים גישה להליכים של ריתוך, מפרטים חומריים, והדרכה לפתרון בעיות. המשך חינוך באמצעות כנסים, סדנאות, ו webinars עוזר למזג אנשי מקצוע להישאר הנוכחי עם טכנולוגיה מתפתחת ושיטות הטובות ביותר.

על ידי מינוף המשאבים הללו ויישום העקרונות הבסיסיים של היווצרות HAZ ושליטה, מהנדסים וטכנאים מתפתלים יכולים לייצר באופן עקבי רעידות באיכות גבוהה העומדות בדרישות הביקוש של התעשייה המודרנית תוך הבטחת בטיחות, אמינות וביצועים ארוכי טווח.