Giriş Giriş Giriş

Gaz THAN Arc Kaynak (GTAW), genellikle TIG kaynağı olarak adlandırılır, mevcut en hassas ve çok yönlü ark kaynak proseslerinden biridir. Uzay, güç nesli, petrokimya ve farmasötik üretim gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır, ki biz kaliteli, görünüş ve mekanik bütünlüğü önemli zorluklarla birlikte, yüksek ısıtmalı ısıtmalı ısıtılabilir bir elektrot ve daha önce dere sahip olan bu yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve bu yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlüktedir.

Sıcaklık girişi ve soğutma oranları talep edilen malzemelerde ses çıkarmanın temelidir. Uygun preset ve PWHT olmadan, GTAW'de mükemmel bir şekilde idam edilen bir GTAW prosedürü bile erken yük veya kororatif ortamlarda başarısız olan bir ortakla sonuçlanabilir. Bu makale, bir kaynak mühendisi, denetimci veya kumaş makinesinin arkasındaki rasyonel inceleme, bu süreçleri anlamak için gerekli olan en yüksek çözünürlükte metalurjik ilkeleri, materyal-özel olarak dikkate alır.

Metalurji Vakfı: Neden Termal Kontrol Maddeleri

Pre ısıtma ve PWHT'nin gerekliliğine değer vermek için, ilk önce kaynak sırasında metale ne olduğunu anlamalıdır. Kaynak ark, ısı kaynağının hareket ettiği kadar hızla sağlam bir havuz yaratır.The çevre üssü metal deneyimler dik bir termal gradient, bir saniye içinde çevreye kadar olan sıcaklıkları ile.

  • [FONT:0) Sertleştirilmiş Mikroyapıların Oluşumu[DÜT:1): Karbon ve alaşım çeliklerinde, hızlı soğutma, austeniteyi sert, tuzlu marten yeri haline getirebilir. Martensitesi düşük sertliğe sahiptir ve yüksek derecede hidrojen tarafından süle edilen çatlaklara karşı hassastır (soğuk çatlaklar).
  • [FONT:0]Residual Stresses[[Dönemli Stresler[[Dönemli)[[[Dönemli): Weld bölgesinin termal genişlemesi ve sözleşmeleri soğuk metalin çevresiyle kısıtlanır, bozulmaya veya çatlaklara yol açan yüksek basınçlı stresler üretir.
  • [FONT:0]Hydrogen Entrapment[DÜT:1): Hidrojen nemden, yüzey kirleticilerinden veya dolgu malzemeleri ısıtılmış bölgeye (HAZ) sert mikroyapılarda, hidrojen bir araya gelir ve çatlakları geciktirir.
  • [FONT=0)Loss of Chem Direnişi[Dönetici: Austenitic paslanmaz çelikler, hızlı soğutma, kromatlü lübünlerin (sensitizasyon) sınırlarına neden olabilir, intergranular korozyon direncini azaltır.

Pre ısıtma soğutma oranını yavaşlar, hidrojen için daha fazla zaman ayırıp daha fazla kanala dönüştürmek için daha fazla kanal ürünleri için, martensite veya HAZ gibi daha fazla kanal tedavisi sağlar.

Gtaw'da Pre ısıtma

Amaç ve Mechanisms

Pre ısıtma, kaynak başlamadan önce temel metale ısı uygulamasıdır. Kaynak başlamadan önce, kaynak aralığında muhafaza edilmesi gereken interpass sıcaklığı ile ölçülür.

  • [FONT:0) Soğutma Oranının azaltılması[Dönüşünme Oranı[Dönüşünme Oranı)[Dönüşünme Oranının Belirlenmesi[Dönüşünme Oranının Belirlenmesi)
  • [FONT:0)Elektrikli Gradient[[[Döntgen: 1)) Kontrollü Isı Kontrol: Pre ısıtma, kaynak bölgesi ve çevre metal arasındaki sıcaklık farkı azaltır, böylece termal stresleri azaltır ve sıcak çatlaklar olasılığını azaltır.
  • [FONT:0)Moisture Removal[[[Döntgen: 1 ): Hidrojen seçiciliğine katkıda bulunabilecek temel metal sürücülerin ısıtılması.
  • [FONT=0) WeldEAM EĞİTİMİ ([DÜT 1: 1): Yüksek termal iletkenlik (örneğin, bakır, alüminyum) ile kalın bölümler veya malzemelerde, pre ısıtma, arkın yeterli füzyon elde etmesine yardımcı olur.

Malzeme-Specific Preote Sıcaklıkları

Evrensel presprefer sıcaklığı yoktur; materyal kompozisyonuna, kalınlığına, ortak kısıtlamalara ve çevre koşullarına bağlıdır. Aşağıdakiler GTAW için ortak kılavuzlardır:

  • [FONT:0)Carbon Steels [Dönetici: Düşük karbon çelikleri için (örneğin, ASTM A36), preset genellikle 1 inç altında kalınlıklar için gerekli değildir. ancak yüksek çözünürlükte düşük maliyetli (HSLA) çelikler için, 100-400 °F (40-20 °C) ısınmış sıcaklıklar yaygındır.
  • [FONT=0]Alloy Steels (e.g., 4130, 4340) ): Bu, 300-600 °F aralığında preset gerektirir (150-315°C) martensite oluşumu ve hidrojen çatlaklarından kaçınmak için. Pre ısıtma yapılır.
  • [FONT:0) Orta Çelikler [DÜT:1]: Austenitic paslanmaz çelikler genellikle soğuk çatlak için ısıtılması gerekmez, ancak pre ısıtma, bozulma veya ısı stresi kontrol etmek için kullanılabilir. Ferritic ve martensitic paslanmaz çelikler, çatlakları önlemek için benzer ısıtılır.
  • [FONT:0) DÜŞÜNCÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0: 0: 0:0,ÇÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0]Copper ve Copper Alloys[[DÜT:1): Yüksek termal iletkenlik nedeniyle, önemli preset (1000 °C'ye kadar) uygun füzyon elde etmek ve eksik penetrasyondan kaçınmak için gerekli olabilir.
  • [FONT:0)Titanium[[[Dönetici: 1): Pre ısıtma genellikle titanyum kaynağında kaçınılır, çünkü oxidasyon riskini artırır; bunun yerine dikkatli kalkanlama, kullanılanda, presetin altında tutulması gerekir.

Pre ısıtma Yöntemleri

Parça büyüklüğüne, geometriye ve mevcut ekipmanlara bağlı olarak presettüre başvurmak için çeşitli yöntemler kullanılır:

  • [FONT:0)Oxy-Fuel Torch): Küçük parçalar ve alan onarımları için ortak.Tekli sıcaklığı sağlamak için dikkatli bir izleme gerektirir.
  • [FONT:0)Elektrik Direnişi Rezleri[[Döntgen: 1): İş parçaya yerleştirilen seramik ped veya ip ısıtıcılar kontrollü, üniformalı ısıtma sağlar. Borular ve gemiler için uygun.
  • [FONT=0)Indüksiyon Isıtma[[[Dönetici: 1 ): Metali hızla ısıtmak ve tam olarak tekrarlanan kaynak ve otomatik süreçler için ideal kullanın.
  • [FONT=0]Furnace Isıtma[[DÜT:1): Tüm meclisler veya çok büyük bileşenler için kullanılır. mükemmel sıcaklık üniforması sunar.
  • [FONT:0)Infrared Rezler[[[Dönemli: 1 ): Islak ısıyı kaynak alanına sağlayın; ısıtma mümkün olmadığı zaman faydalı olur.

Sıcaklık izlemesi önemlidir. Ortak araçlar, yüksek çözünürlükte çelikler için her tarafta kaynak ekleminin ötesinde en az 3-4 inç uzatmalıdır; kodların yüksek kuvvetli çelikler için daha büyük bölgeleri gerektirmesi gerekir.

Post-weld Heat Tedavisi (PWHT) Gtaw

Amaç ve Mechanisms

Post-weld ısı tedavisi, sık sık sık stres bağımlısı olarak adlandırılır, kaynaklanan montajı kritik dönüşüm aralığının altında belirli bir sıcaklığa kadar tekrar ısıtmayı içerir ve sonra kontrollü koşullar altında soğutmayı sağlar. birincil hedefler şunlardır:

  • [FONT=0]Residual Stress Relief [[Dönemli Stres Yardımı[Dönetici: Isıtma, malzemenin verim gücünü azaltır ve geri dağıtan plastik akışa izin verir.Bu, bozulmayı azaltır ve stres riskini azaltır (SCC).
  • [FONT:0] Martensitenin () Uygulamasını Yapan Çelikler: Soğutma sırasında martensite kurdular, PWHT mizaçları ve sertliği artırmak.
  • [FONT:0]Hydrogen Outgassing[DÜDÜT:1): Elevated sıcaklıklar metalden hidrojen difüzyonunu hızlandırıyor, gecikme riski azaltıyor.
  • [FONT=0)Mikrofik Stabilizasyon[Dönetici: Bazı malzemeler için PWHT kontrollü bir şekilde (örneğin 321 veya 347 paslanmaz çelik) önceden onaylanabilir veya zararlı önsözleri çözebilir.
  • [FONT=0]Freksiyon Direnişinin İncelenmesi[Dönetici: Çözüm ekleme veya stres yardımı, doğru bir şekilde yapılırsa austenitik paslanmaz çeliklerde yanlışlaştırmayı tersine çevirebilir.

Ortak Malzemeler için PWHT Parametreleri

PWHT sıcaklıkları ve zamanları, kod gereksinimleri tarafından özel ve sıklıkla yönetilir. Genel kurallar şunları içerir:

  • [FONT:0)Carbon ve Low-Alloy Çelikler [Dönetici: Tipik stres yardımı sıcaklıkları 1100-12-5F (600-675°C) bir süre kalınlığında 1 saat tutarken (minimum 1 saat) Havada soğutma veya fırında soğutma yaygın.
  • [FONT:0) Tamamlanmış ve Tempered Steels[DÜT:1): PWHT, aşırı güçten kaçınmak için orijinal nakavt sıcaklığının altında bir sıcaklıkta en az 50°F (28°C) yapılmalıdır.
  • [FONT:0]Austenitic paslanmaz çelikler : 1900-2050°F'de tam çözüm ekleniyor (1040-1120°C) hızlı bir şekilde gider. ancak düşük sıcaklık stres yardımı (yaklaşık 1500 °F / 81 °C) boyutsal stabilite için kullanılabilir, ancak çok uzun süre tutulursa hassaslaştırma riskleri de kullanılabilir.
  • [FONT:0]Martensitic paslanmaz çelikler [Döntgen: 1000-140 °F'de Tempering (540-760°C) kaynaktan sonra sertliği azaltmak ve daha sertliği artırmak için gereklidir.
  • [FONT:0]CHls[[Dönetici:)[Dönemli) için: ısı-treatable alaşımlar (örneğin, 6061, 7075), PWHT, 8-16 saat boyunca ısı tedavisi ve yapay yaşlanmayı önemli ölçüde geri yüklemeye olanak sağlar.
  • [FONT:0)Nickel Alloys[DÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜŞÜNÜ: 0)[Üye Olmayanlar, ZİLMİŞKOLOJİ (870-40C) alaşımına bağlı olarak yaklaşık 1600-1900 °F (870-40 °C) yaygın olarak kullanılmaktadır.

PWHT Yöntemleri

Pre ısıtmaya benzer şekilde, PWHT yönteminin seçimi, yarı büyüklüğü ve erişilebilirliğe bağlıdır:

  • [FONT:0]Furnace Heat Tedavisi[[DÜT:1): Üretim için en yaygın yöntem, bir fırında yerleştirilir, ısıtılmış bir şekilde ve kontrollü atmosfer, oxidasyonu önlemek için kullanılabilir.
  • [FONT=0]Local veya Bölge Heat Tedavisi[[DÜT:1): Bir fırında sığamayan büyük bileşenler için kullanılır. Band ısıtıcısı, indüksiyon bantları veya seramik ped ısıtıcıları, bizdik ortaklar etrafında yerleştirilir.
  • [FONT=0)Indüksiyon Isıtma[[[Dönetici: Hızlı, yerelleştirilmiş ısıtma sağlar ve genellikle PWHT boru zürümeleri için kullanılır.
  • [FONT:0]Resistance Isıtma[[Dönetici: Elektrik direnci unsurları bir parçaya sıkıştırılır. Düz yüzeyler ve karmaşık geometriler için etkilidirler.

PWHT sonrası soğutma oranı kritiktir. Hızlı soğutma, ısının ilk 600 °C (315°C) için sık sık 500 °F (315°C) ısının düşmesine izin verebilir.

Kod ve Standart Gereksinimler

Pre ısıtma ve PWHT, yalnızca Welder'in takdirine bırakılmıyor; çeşitli endüstri kodları ve standartları tarafından yetkilendirilmişler.

  • [[BZEFLT:0) Bir KOBİ Kazan ve Basınç Gemisi Kodu (BPON), Bölüm VIII[DÜT:1): zorunlu olarak, farklı malzemeler ve kalınlıklar için zaman ve sıcaklık aralıkları dahil olmak üzere baskı gemilerinde PWHT gereklilikleri sağlar.
  • [FONT=0]ASME B31.1 ve B31.3): Güç ve işlem için ön ısı ve PWHT'yi belirten ve sırasıyla, maddi grup ve nominal duvar kalınlığına dayanan masaları içerir.
  • D1.1/D1.1M[D)[D: Çelik için yapısal kaynak kodu. Temel metal CE ve kalınlığına göre presettür ve PWHT belirli sürek dışı uygulamalar için.
  • [[0)API 1104[[Dönetici: Boru hattı kaynağı için kullanılır. Pasaj öncesi ve PWHT gereklilikleri minimum mil sıcaklıkları dahil olmak üzere, ülke boru hatları için kullanılır.
  • [FONT=0) ISO 15614[DÜT 1: 1) Kaynak prosedürlerinin Kazanılan Derecesi. Preset ve PWHT aralıklarının belgelenmiş ve nitelikli olması gerektiğini belirtir.

Kaynak mühendislerinin belirli yargı için geçerli kodu danışması önemlidir. Kodlar genellikle ince bölümler veya düşük karbonlu materyaller için muafiyetlere izin verir, ancak gerektiğinde, parametreler Kaynak Prosedüründe (WPS) kaydedilmelidir.

Improper Heat Tedavisinin Sonuçları

Doğru preset veya PWHT uygulamak, acil kaynak kusurlarından uzun vadeli hizmet başarısızlıklarına kadar uzanan ciddi sonuçlar doğurabilir.

Immediate Defects

  • [FONT:0)Cold Cracking (Hydrogen-Indük Cracking))[ Yüksek güçlü çelikler için en yaygın olan. Cracks form saatler veya günler sonra, HAZ veya Weld metal. Pre ısıtma birincil koruyucu ölçümdür.
  • [FONT:0]Hot Cracking[[DÜT 1: 1): Yüksek kısıtlama ve düşük nokta filmleri nedeniyle sağlamlaştırma sırasında Occurs. Pre ısıtma bazı malzemelerde sıcak çatlakları abartabilir (örneğin, tamamen austenitic paslanmaz çelikler)
  • [0]Incomplete Fusion[[[DÜT:1): Yüksek termal iletkenlik (kopper, alüminyum) ile malzemelerde, preset eksikliği, Weld havuzun çok hızlı bir şekilde soğutmasına neden olabilir, temel metale doğru füzyonu engelleyebilir.

Uzun Süreli Servis Başarısızlıkları

  • [FONT:0]Stress-Corrosion Cracking (SCC))[değiştir | kaynağı değiştir], SCC için agresif ortamlarda sürüş gücü sağlar. PWHT bu stresi azaltır ve riskleri azaltır.
  • [FONT:0)Fatigue Başarısızlık[Dönemli stresler hizmet yüklerine eklenir, yorgunluk ömrünü azaltır. Stres rahatlaması çevrim yüklemesine karşı direnci artırır.
  • [FONT:0]Brittle Fracture[[Dönetici: Kaynaktan sonra sert ve sert kalırken, düşük sıcaklıklar ciddi plastik deformasyon olmadan felaket kırılmasına neden olabilir.
  • [FONT:0]Sensitizasyon ve Intergranular korozyon[DÜT:1): Eğer PWHT austenitik paslanmaz çelik, hassaslaştırma aralığında (800-1500 °F/425-815°C) uygun bir çözüm eklenmeden yapılırsa, bizdik korozyona karşı hassas olabilir.

Güç nesli ve petrol veamp'ta vaka çalışmaları, gaz endüstrileri defalarca yetersiz ısı tedavisinin pahalı onarımların, kapatmaların ve hatta güvenlik olaylarının kök nedeni olduğunu göstermiştir. Referans için, Amerikan Kaynak Topluluğu tarafından kılavuzluklarında ayrıntılı bir inceleme sağlanır:0AWS D1.1).

Pratik Uygulama ve En İyi Uygulamaları

WPS'yi geliştirmek

Her kaynak prosedürü, ısı ve ısı sıcaklığı aralığı, ısı tedavisi rejimlerinin kabul edilebilir özellikleri doğrulayabilme yöntemi ile yüksek çözünürlükte olmalıdır. WPS, kaynak test kuponları ile nitelikli olmalıdır ve bunları sert anketler ve viraj testleri dahil olmak üzere mekanik testlere tabi tutmak gerekir.

İzleme ve Dokümantasyon

  • [FONT=0]Temperature Kaydı[[[Dönetici: Sürekli grafik kayıtları veya veri loggerları kritik kaynak için manuel nokta kontrolleri tercih edilir.
  • [FONT=0]Thermocouple Placement[[Dönetici: Ortak kaynakçının yakınında doğrudan metal yüzeyine ekin.For PWHT, multiple termo çiftleri sıcaklık üniforması doğrulamanız gerekebilir.
  • [FONT=0]Hold Time Hesapion[[Dönler: kodlarda zaman genellikle en kalın kısmın nominal kalınlığına bağlı olarak karmaşık geometriler için gerekli olabilir.
  • [FONT=0]Heating and Soğutma Kontrolü[[Dönetici: Ekstra sıcaklık değişikliklerinden kaçının. Preair ve PWHT, ısı şokunu önlemek için yavaş yavaş uygulanmalıdır.

Güvenlik

Hem pre ısıtma hem de PWHT yüksek sıcaklıklar içeriyor ve yanmak ve yangın tehlikelerini yaratabilir. Çalışma alanları, elektromanyetik müdahaleden kaçınmak için temizlenmelidir. Yerel ısı tedavisi için, bitişik yüzeylerin korunmasını sağlayın ve yapının ısıtılması gerektiğinde ısın çıkarmalı.

Ek olarak, yüksek karbon içeriği veya yüksek alaşım içeriği ile malzemelerin PWHT, ısı tedavisi sırasında çatlaklar veya kusurların geliştirilmediğini doğrulamak için koruyucu atmosferler gerektirebilir.

Malzeme-Specific Case Örnekleri

Pro-Strength Low-Alloy (HSLA) Basınç Gemileri için Çelik

Yaygın bir uygulama, 300 HV'yi aşan sertliği elde etmek için çok yüksek olan HAZ soğutma oranı, yaklaşık 200 °F (93°C) ön ısıtarak, 350°F'nin ısıtılması ve iç içe geçmesi için soğutma oranı çok yüksek.

GTAW of 304 Paslanmaz Çelik Kimyasal Hizmet Için Piping

304 paslanmaz çelik borular aşındırıcı ortamlarda, ana endişe, yüksek çözünürlükten kaçınmak için uygulanabilir, ancak sadece kaynak metali stabilize edilebilir (örneğin, 347 inç) tam bir çözüm için 1950 °F (106C) tarafından takip edilen yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Pre ısıtma ve posta sonrası ısı tedavisi sadece procedural adımlar değildir; Bir GTAW ortaklarının hizmet koşullarında güvenilir bir şekilde performans gösterip, bu süreçler tuttle mikroyapılarının oluşumunu önler ve hidrojen hasarı azaltır.

Kaynak profesyonelleri için, bu tekniklerin doğru uygulanması için zorunludur, GTAW yüksek ücretlilik, uzun süreli kaynak gerektirir.Her malzeme ve uygulama dikkatlice seçilmiş bir sıcaklık aralığı, ısıtma yöntemi ve soğutma oranı gerektirir.The correct application of these techniques, GTAW canASI its full potential of high-integrity, long-t welds.For more reading, refer to authoritative resources such asuring the correct application.AWS D1.1 ORTAMANLIĞI (D)