Термообработка сварных конструкций
Термическая обработка сварных соединений состоит из нагрева их с определенной скоростью до нужной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения также с определенной скоростью. Различают следующие виды термической обработки: термический отдых; высокий отпуск; нормализация; аустенизация; стабилизирующий отжиг; улучшение, заключающееся в нормализации с последующим высоким отпуском. Наиболее часто в строительстве применяют высокий отпуск для углеродистых и легированных сталей с целью снижения сварочных напряжений и улучшения структуры. При этом обязательна небольшая скорость охлаждения после выдержки (300—400°С/ч) в интервале от температуры выдержки до 300 °С, после чего охлаждение на спокойном воздухе. Значительно реже применяют другие виды термообработки.
Нормализацию применяют главным образом для сварных соединений труб из легированной стали диаметром до 100 мм и небольшой толщины. Она заключается в нагреве при более высокой температуре, чем при высоком отпуске (для низколегированных сталей до 900—950 °С), выдерживании несколько минут и охлаждении в условиях утепления и предупреждения от сквозняков.
Термический отдых применяют для сварных соединений из низколегированной стали, имеющую склонность к образованию трещин вследствие выделения растворенного водорода, диффундирующего из шва в зону термического влияния. Нагрев производят до 250—300 °С и выдерживают несколько часов.
Аустенизацию применяют для получения в сварных соединениях из хромоиикелевых нержавеющих сталей однородной структуры аустенита, улучшения механических свойств (пластичности) и снижения сварочных остаточных напряжений на 70—80 %.
Стабилизирующий отжиг применяют для тех же сталей с целью снижения сварочных напряжений на 70—80%, обеспечения стабильной структуры и предупреждения появления коррозионных трещин. Улучшение относится к полной термической обработке и производится в стационарных термических печах. Оно снижает остаточные сварочные напряжения и полностью восстанавливает структуру и свойства металла, изменившиеся от сварки.
Для термической обработки применяют несколько способов нагрева: в стационарных термических печах;
радиационный (электросопротивлением и газопламенный), индукционный; термохимический п смешанный (электросопротивлением и индукционный токами
промышленной частоты).
Пошаговая термическая обработка соединений.
Термическая обработка металлоизделий проводится перед свариванием, собственно, во время сварки и по окончанию работ по соединению частей металлоизделия методом сварки.
Для чего необходима обработка изделий перед началом сварочных работ? Это, по сути, подготовка деталей конструкции, которая будет свариваться, к процессу соединения. Такая предварительная подготовка позволяет значительно улучшить сварные свойства стали.
Обычно, для подготовки металла к сварочному процессу выполняют один из двух видов термообработки: это, так называемые, высокий отпуск и отжиг деталей металлоизделий. В одной из статей мы уже рассказывали об особенностях каждого из этих видов обработки металла. Отметим, только что при такой термической обработке металлоизделие сначала нагревается до определенной температуры, а потом охлаждается либо принудительно, либо в естественных условиях.
Режим обработки тем или иным способом определяется по типу стали, жесткости металлоизделия в целом и его состоянию. Например, для сварки черных металлов обычно применяется режим подогрева деталей. Температура обработки стали зависит от того, насколько материал склонен к тресканию и закатке.
Еще один этап обработки, на котором следует заострить внимание – обработка металлоизделия после сваривания. Такая обработка необходима, чтобы убрать напряжение, которое изделие получило во время сварки. Кроме того, обработка шва позволяет значительно повысить его свойства и характеристики, улучшить механические показатели.
Обработка в момент сварки также влияет на свойства самого сварного соединения, и необходима для получения качественного шва, который не потрескается и не разрушится.