XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

В процессе сварки деталей любой сложности возникают различные процессы, основными из которых являются:

- фазовые преобразования в металле;

- охлаждение различных зон и неравномерный прогрев;

- химические взаимодействия с окружающим пространством.

Данные процессы в основном приводят к появлению местных напряжений, они могут стать причиной получения трещин, в тяжких случаях привести к разрушению самой детали. Решить эту проблему можно термообработкой сварных швов.

Термообработка производится различными методами в разных режимах. Все зависит от геометрических размеров и химического состава изделия, в зависимости от этих параметров, используют следующие виды термической обработки:

- термический отдых: данный процесс предусматривает собой нагрев металла до 310º с последующей выдержкой по этой температуре. Время выдержки составит не более 2-ух часов. Данный способ снижает не только напряжения, но и количество растворённого водорода в металле шва. Этот способ наиболее подойдет для толстостенных деталей.

- стабилизирующий отжиг: в данном методе деталь нагревается до температуры 970º, данная температура выдерживается до 1,5-ра часов. Потом происходит естественное охлаждение. Этот метод используется в основном на высоколегированных сталях.

- высокий отпуск: этот метод используется на сталях перлитного класса , обработка длится несколько часов. Деталь нагревается от 600º до 700º. Почти полностью снимает остаточные напряжения, закалочная структура исчезает.

- нормализация: данный способ используется для тонкостенных труб малого диаметра. Нагревается участок трубы со швом до 800º и держат до получаса. Основная цель этого метода это придать материалу мелкозернистую однородную структуру.

- аустенизация: этот метод считается самым высокотимпературным . Нагрев идет в течении 2-3 часов при тимпературе в 1100º. Затем естественно остывает на воздухе. Этот метод применяется на высолегированных сталях, придавая им высокую пластичность при небольших остаточных напряжениях.

Термическая обработка сварных швов требует разного оборудования и технологий. Используется три основных типа оборудования для термической обработки:

- радиационное оборудование: самый простой вид оборудования. Идет нагрев изделия за счёт нихромовой проволки. Термостойкий электроизоляционный материал вставляется между проволкой и деталью, постепенно увеличивается напряжение на нагревательном элементе. Если проволка изолированна, работа проходит намного быстрее, нет необходимости изолировать изделие каждый раз.

- газопламенное оборудование: с этим оборудованием имеются сложности с контролем параметров термообработки и с регулировкой режимов. Нагрев происходит не счёт электропитания, а за счёт подачи газа, изза этого проблематично механизировать или автоматизировать процесс термообработки сварных швов. Единственным достоинством данного метода является низкая стоимость работ.

- индукционное оборудование: это дорогие установки, которые требуют квалифицированных сотрудников. На производстве выпускают как многофунциональные крупные установки, на основе которых образуют производственные участки, так и переносные индукционные установки, для обработки небольших деталей. На участках с многофункциональными индукционными установками, которые вырабатывают высокочастотные напряжения, оно подается на провода. Ток протекающий в проводах ,создаёт ток в обрабатываемой детали, которые разогревают её до определённой тимпературы. Индукционное оборудование используется так-же для сгибания труб. Таким образом на одном промышленном участке можно выполнять разогрев труб перед сваркой, сварку труби термообработку сварных соеденений.

Термообратка сварных соеденений является неотъемлемой частью технологического процесса для улучшения механических показателей соеденённой конструкции. Без дополнительного нагревания , остануться внутренние напряжения , которые могут привести к разрушению соеденения.

Уровент остаточных напряжений в колошовной зоне снижается в результате термической обработки на 70-90%.

Выбор способа термической обработки сварного шва напрямую зависит от свариваемых материалов. Для различных видов металлов подходят определённые способы и виды термообработки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

[1] Термическая обработка и свойства сварных соеденений. Земзин В.Н.,Шрон Р.З. 1978г.

[2] Сварка разнородных сталей- Машиностроение Закс И.А. 1973