تأثیر قبل از گرمایش در فرآیند جوشکاری جوشکار درز چیست؟

پیش گرم شدن یک گام مهم در بسیاری از فرآیندهای جوشکاری صنعتی است و کاربرد آن در جوشکاری درز نیز از این قاعده مستثنی نیست. من به عنوان یک تأمین کننده جوشکار درز فصلی ، دست اول را شاهد بوده ام که چگونه گرمایش می تواند به طور قابل توجهی بر روند جوشکاری درز تأثیر بگذارد. در این وبلاگ ، اثرات قبل از گرمایش را بر روی فرآیند جوشکاری جوشکار درز کشف خواهیم کرد و به هر دو جنبه فنی و عملی غواصی می کنیم.

درک جوش درز

قبل از اینکه به اثرات قبل از گرم شدن بپردازید ، درک این مسئله ضروری است که جوشکاری درز چیست. جوش درز یک فرآیند جوشکاری مقاومت مداوم است که در آن لکه های همپوشانی در طول دو سطح Faying ایجاد می شود. این منجر به یک نشت - مفصل محکم می شود و آن را برای کاربردهایی مانند تولید ایده آل می کندجوشکار درز مخزن آبوتدستگاه جوشکاری درز نوردبشر در جوشکاری درز ، دو الکترود چرخان فشار را اعمال می کنند و جریان الکتریکی را از طریق قطعات کار عبور می دهند و به دلیل مقاومت الکتریکی ، گرما را در رابط ایجاد می کنند. این گرما فلز را ذوب می کند و هنگامی که فشار اعمال می شود ، جوش تشکیل می شود.

اثرات قبل از گرمایش در جوشکاری درز

1. کاهش استرس باقیمانده

یکی از تأثیرات اصلی گرمایش در جوشکاری درز ، کاهش استرس باقیمانده است. در طی فرآیند جوشکاری ، گرمایش سریع و خنک کننده رخ می دهد ، که می تواند منجر به ایجاد استرس باقیمانده در مفصل جوش داده شده شود. این تنش ها می تواند باعث تحریف ، ترک خوردگی و کاهش عمر خستگی ساختار جوش داده شده شود. گرم کردن قطعات کار قبل از جوشکاری به به حداقل رساندن گرادیان دما بین ناحیه جوش داده شده و فلز اطراف کمک می کند. با بالا بردن دمای اولیه قطعات کار ، سرعت خنک کننده پس از جوشکاری کاهش می یابد. این فرآیند خنک کننده تدریجی تر به فلز اجازه می دهد تا یکنواخت تر منقبض شود و فشارهای داخلی را که در چرخه جوش ایجاد می شود ، کاهش دهد.

به عنوان مثال ، هنگام جوشکاری لوله های ضخیم با استفاده از جوشکار درز ، گرمایش می تواند از تشکیل مناطق استرس زیاد در رابط جوش جلوگیری کند. این مناطق اغلب مستعد ترک خوردگی هستند ، به خصوص در شرایط بارگذاری پویا. با کاهش استرس باقیمانده از طریق گرمایش ، یکپارچگی کلی و دوام مفصل جوش داده شده افزایش می یابد.

2. بهبود نفوذ جوش

قبل از گرم شدن نیز تأثیر مثبتی در نفوذ جوش دارد. هنگامی که قطعه های کاری از قبل گرم می شوند ، فلز پایه بیشتر از ورودی گرما از فرآیند جوش پذیرایی می کند. افزایش دما مقاومت الکتریکی فلز را کاهش می دهد و باعث می شود جریان جوش به راحتی از طریق مفصل جریان یابد. در نتیجه ، گرمای بیشتری به فلز پایه منتقل می شود و منجر به نفوذ جوش عمیق تر و سازگار تر می شود.

در مورد مواد نازک ، قبل از گرم شدن مناسب می تواند اطمینان حاصل کند که جوش به طور کامل از طریق ضخامت مواد بدون بیش از حد - گرم کردن یا سوزاندن سطح ، نفوذ می کند. این امر به ویژه در برنامه های کاربردی که به جوش قوی و نفوذ کامل ، مانند تولید کشتی های فشار نیاز است ، بسیار مهم است. یک جوش نفوذ شده چاه استحکام مکانیکی بهتری و مهر و موم قابل اطمینان تر را فراهم می کند ، که برای عملکرد ایمن این کشتی ها ضروری است.

3. افزایش قابلیت جوشکاری مواد خاص

برخی از مواد به دلیل ترکیب شیمیایی ، میزان کربن بالا یا هدایت حرارتی کم ، جوشکاری از سایر مواد دشوارتر است. گرمایش پیش می تواند جوشکاری این مواد چالش برانگیز را بهبود بخشد. به عنوان مثال ، فولادهای با استحکام بالا و برخی از فلزات آلیاژ تمایل دارند که در طی خنک کننده سریع پس از جوشکاری ، ریزساختارهای سخت و شکننده ایجاد کنند. قبل - گرمایش سرعت خنک کننده را کند می کند و امکان تشکیل ریزساختار انعطاف پذیر و شکننده تر را فراهم می کند.

در صنعت خودرو ، جایی که از جوشکاری درز برای پیوستن به اجزای استفاده می شود ، پیش گرمایش می تواند استفاده از فولادهای پیشرفته با قدرت بالا را فعال کند. این فولادها صرفه جویی در وزن قابل توجهی و ویژگی های ایمنی را بهبود می بخشند اما به تکنیک های دقیق جوشکاری نیاز دارند. گرمایش قبل از غلبه بر چالش های مرتبط با جوشکاری این مواد ، اطمینان از جوش های با کیفیت بالا که نیازهای عملکرد دقیق بخش خودرو را برآورده می کند ، کمک می کند.

4. به حداقل رساندن آغوش هیدروژن

آغوش هیدروژن یک مشکل شایع در جوشکاری است ، به خصوص هنگام استفاده از فرآیندهای جوشکاری و مواد خاص. هیدروژن را می توان از منابع مختلف مانند رطوبت موجود در مواد مصرفی جوش یا جو وارد استخر جوشکاری کرد. هنگامی که جوش به سرعت خنک می شود ، هیدروژن می تواند در فلز به دام بیفتد و باعث آغشته سازی و کاهش انعطاف پذیری جوش شود.

گرم کردن قطعه های کار می تواند به به حداقل رساندن آغوش هیدروژن کمک کند. درجه حرارت بالا باعث انتشار هیدروژن از استخر جوش و به داخل فلز اطراف می شود. با اجازه فرار بیشتر برای فرار هیدروژن قبل از جامد شدن جوش ، قبل از گرمایش خطر ترک خوردگی ناشی از هیدروژن را کاهش می دهد. این امر به ویژه در برنامه هایی که ساختار جوش داده شده در معرض استرس یا محیط های خورنده قرار می گیرد ، بسیار مهم است.

ملاحظات عملی برای گرمایش در جوشکاری درز

1. انتخاب دمای گرمایش

تعیین دمای قبل از گرمایش مناسب برای دستیابی به اثرات مورد نظر در جوشکاری درز بسیار مهم است. دمای گرمایش قبل از آن به چندین عامل بستگی دارد ، از جمله نوع مواد جوش داده شده ، ضخامت قطعه ها و پارامترهای فرآیند جوشکاری. به طور کلی ، مواد و مواد ضخیم تر با محتوای کربن بالاتر به دمای گرمایش بالاتر نیاز دارند.

به عنوان مثال ، هنگام جوشکاری فولادهای کم کربن ، دمای قبل از گرمایش در حدود 100 - 200 درجه سانتیگراد ممکن است کافی باشد. با این حال ، برای فولادهای آلیاژ با استحکام بالا ، دمای قبل از گرمایش می تواند از 200 تا 400 درجه سانتیگراد یا حتی بالاتر باشد. پیروی از توصیه ها و استانداردهای صنعت سازنده مواد در هنگام انتخاب دمای گرمایشی برای اطمینان از نتایج بهینه جوشکاری مهم است.

2. روش گرمایشی

روشهای مختلفی برای قطعه های قبل از گرمایش در جوشکاری درز وجود دارد. متداول ترین روش ها شامل گرمایش مشعل ، گرمایش القایی و گرمایش کوره است. گرمایش مشعل یک روش ساده و با هزینه است که برای عملیات کوچک در مقیاس مناسب است. این شامل استفاده از مشعل گاز برای گرم کردن مستقیم قطعه ها است. با این حال ، گرمایش مشعل می تواند دقیق تر باشد و ممکن است منجر به گرمایش ناهموار شود.

از طرف دیگر ، گرمایش القایی روشی پیشرفته تر و کارآمدتر است. از القاء الکترومغناطیسی برای گرم کردن سریع و یکنواخت کار استفاده می کند. گرمایش القایی به ویژه برای تولید مقیاس بزرگ مناسب است و می تواند به راحتی در فرآیند جوشکاری درز ادغام شود. گرمایش کوره گزینه دیگری برای گرم کردن قطعه های بزرگ یا پیچیده است. این یک محیط گرمایشی کنترل شده و یکنواخت را فراهم می کند اما ممکن است زمان باشد و نیاز به مصرف انرژی قابل توجهی داشته باشد.

3. ملاحظات ایمنی

گرمایش شامل کار با درجه حرارت بالا است ، بنابراین ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. اپراتورها باید تجهیزات محافظ شخصی مناسب (PPE) ، مانند دستکش مقاوم در برابر گرما ، عینک و پیش بندها را بپوشند. برای از بین بردن هرگونه دود یا گازهای تولید شده در طی فرآیند گرمایش باید تهویه کافی فراهم شود. علاوه بر این ، آموزش مناسب باید به اپراتورها در مورد نحوه کنترل تجهیزات قبل از گرمایش با خیال راحت و نحوه نظارت دقیق دما قبل از گرمایش ارائه شود.

پایان

در نتیجه ، قبل از گرمایش نقش مهمی در فرآیند جوشکاری درز دارد. اثرات آن در کاهش استرس باقیمانده ، بهبود نفوذ جوش ، افزایش قابلیت جوشکاری برخی از مواد و به حداقل رساندن آغوش هیدروژن قابل توجه است. من به عنوان یک تأمین کننده جوشکار درز ، توصیه می کنم قبل از گرمایش را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند جوشکاری ، به ویژه برای برنامه هایی که به جوش های با کیفیت و قابل اعتماد نیاز دارد ، در نظر بگیرید.

اگر در بازار جوشکار درز هستید یا در مورد گرمایش در جوشکاری درز سؤالی دارید ، من شما را ترغیب می کنم تا در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید. تیم متخصصان ما آماده است تا بهترین راه حل ها و راهنمایی ها را برای اطمینان از موفقیت پروژه های جوشکاری شما ارائه دهد.

منابع

1. انجمن جوشکاری آمریکا (AWS). کتابچه راهنمای جوش ، دوره 2: فرآیندهای جوشکاری.
2. دیگ بخار ASME و کد کشتی ، بخش IX - صلاحیت جوشکاری و برازلینگ.
3. کتابچه راهنمای فلزات: جوشکاری ، برزمی و لحیم کاری ، دوره 6 ، ASM International.