Kao dobavljač ploča od legiranog čelika, iz prve ruke sam svjedočio kritičnoj ulozi koju predgrijavanje igra u procesu zavarivanja ovih materijala visokih performansi. Ploče od legiranog čelika se široko koriste u različitim industrijama kao što su građevinarstvo, automobilska industrija i proizvodnja zbog svoje povećane čvrstoće, izdržljivosti i otpornosti na habanje i koroziju. Međutim, zavarivanje ploča od legiranog čelika nije tako jednostavno kao zavarivanje običnog čelika, a predgrijavanje je bitan korak koji može značajno utjecati na kvalitetu i integritet zavara.
Razumijevanje ploča od legiranog čelika
Ploče od legiranog čelika izrađuju se dodavanjem različitih legirajućih elemenata kao što su krom, nikl, molibden i vanadij ugljičnom čeliku. Ovi legirajući elementi poboljšavaju mehanička svojstva čelika, čineći ga jačim, duktilnijim i otpornijim na toplinu i habanje. na primjer,Smooth Wear Plateje tip ploče od legiranog čelika koja je posebno dizajnirana da odoli habanju u okruženjima visokog trenja. Slično,Bimetalni materijal otporan na habanjekombinuje dva različita metala za postizanje vrhunske otpornosti na habanje. IČelična ploča otporna na habanjeje projektovan da izdrži abraziju od abrazivnih materijala.
Zašto je potrebno predgrijavanje kod zavarivanja ploča od legiranog čelika
Smanjenje rezidualnog stresa
Prilikom zavarivanja ploča od legiranog čelika, brz proces zagrijavanja i hlađenja može uzrokovati značajan toplinski stres unutar materijala. Ova zaostala naprezanja mogu dovesti do izobličenja, pucanja i smanjenih mehaničkih svojstava zavara. Prethodno zagrijavanje ploča od legiranog čelika prije zavarivanja pomaže da se minimiziraju ovi toplinski gradijenti podizanjem početne temperature materijala. To omogućava ravnomjerniji proces grijanja i hlađenja tokom zavarivanja, smanjujući vjerovatnoću stvaranja zaostalog naprezanja.
Sprečavanje vodonične krtosti
Vodik je česta nečistoća u procesima zavarivanja i može uzrokovati ozbiljne probleme u zavarenim spojevima od legiranog čelika. Kada se vodonik apsorbuje u metal šava tokom zavarivanja, to može dovesti do vodonične krtosti, što čini zavar sklonijim pucanju. Prethodno zagrijavanje ploča od legiranog čelika može pomoći da se izbaci vlaga ili vodik koji je prisutan u materijalu prije zavarivanja. Povišena temperatura također usporava brzinu hlađenja šava, omogućavajući svakom vodoniku koji je možda ušao u zavar da difundira van.
Poboljšanje zavarljivosti
Ploče od legiranog čelika često imaju veće ekvivalente ugljika u odnosu na obični čelik, što ih može otežati zavarivanje. Predgrijavanje ploča poboljšava njihovu zavarljivost smanjenjem tvrdoće zone zahvaćene toplinom (HAZ). Manja tvrdoća u HAZ-u znači manju osjetljivost na pucanje i bolju fuziju između osnovnog metala i dodatnog metala. To rezultira jačim i pouzdanijim zavarenim spojem.
Određivanje temperature prethodnog zagrijavanja
Temperatura predgrijavanja za ploče od legiranog čelika ovisi o nekoliko faktora, uključujući vrstu legiranog čelika, debljinu ploča, proces zavarivanja i temperaturu okoline. Općenito, deblje ploče i legure s višim ekvivalentima ugljika zahtijevaju više temperature prethodnog zagrijavanja.
Na primjer, neki niskolegirani čelici mogu zahtijevati samo predgrijavanje do temperatura između 100°C i 200°C, dok legirani čelici visoke čvrstoće možda moraju biti prethodno zagrijani na temperature od 300°C do 400°C. Važno je slijediti preporuke proizvođača i industrijske standarde prilikom određivanja odgovarajuće temperature predgrijavanja.
Metode prethodnog zagrijavanja
Postoji nekoliko dostupnih metoda za prethodno zagrijavanje ploča od legiranog čelika, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
Grejanje plamenom
Zagrijavanje plamenom jedna je od najčešćih metoda za prethodno zagrijavanje ploča od legiranog čelika. To uključuje korištenje baklje za usmjeravanje plamena na površinu ploče. Zagrijavanje plamenom je relativno jednostavno i isplativo, a može se koristiti i za male i velike operacije zavarivanja. Međutim, može biti teško postići ujednačenu raspodjelu temperature, posebno za debele ploče.
Indukcijsko grijanje
Indukcijsko grijanje koristi elektromagnetno polje za stvaranje topline unutar ploča od legiranog čelika. Ova metoda omogućava ravnomjernije i preciznije zagrijavanje u odnosu na zagrijavanje plamenom. Indukcijsko grijanje je također brže i energetski efikasnije, što ga čini pogodnim za proizvodnju velikih količina. Međutim, oprema za indukcijsko grijanje može biti skuplja i zahtijeva specijaliziranu obuku za rad.
Otporno grijanje
Otporno grijanje uključuje propuštanje električne struje kroz ploče od legiranog čelika za stvaranje topline. Ova metoda se često koristi za prethodno zagrijavanje malih do srednjih ploča. Otporno grijanje pruža dobru kontrolu temperature i može se lako automatizirati. Međutim, možda neće biti prikladan za vrlo debele ploče zbog ograničenja električne struje.
Praćenje i kontrola procesa predgrijavanja
Nakon što započne proces predgrijavanja, ključno je pratiti i kontrolirati temperaturu kako bi se osiguralo da se željena temperatura predgrijavanja postigne i održava tokom cijelog procesa zavarivanja.
Termoparovi se obično koriste za mjerenje temperature ploča od legiranog čelika tokom predgrijavanja. Treba ih postaviti na više mjesta na ploči kako bi se osiguralo precizno očitavanje temperature. Osim toga, indikatori temperature ili pirometri se također mogu koristiti za vizualno praćenje temperature.
Ako temperatura predgrijavanja padne ispod potrebnog nivoa tokom zavarivanja, može biti potrebno dodatno zagrijavanje. S druge strane, pregrijavanje ploča također može uzrokovati probleme, kao što su pretjerani rast zrna i smanjena mehanička svojstva. Stoga je važno imati odgovarajući kontrolni sistem za regulaciju procesa grijanja.
Termička obrada nakon zavarivanja
Osim predgrijavanja, za zavarivanje ploča od legiranog čelika često se preporučuje toplinska obrada nakon zavarivanja (PWHT). PWHT pomaže u oslobađanju svih zaostalih naprezanja koja su nastala tokom zavarivanja i dodatno poboljšava mehanička svojstva zavara.
Tip PWHT ovisi o specifičnom legiranom čeliku i zahtjevima primjene. Uobičajeni PWHT procesi uključuju stres - ublažavanje žarenja, normalizaciju i kaljenje. Oslobađanje od naprezanja žarenje uključuje zagrijavanje zavarenog sklopa na određenu temperaturu i držanje u određenom vremenskom periodu kako bi se smanjila zaostala naprezanja. Normalizacija se koristi za pročišćavanje zrnaste strukture šava, dok se kaljenje koristi za poboljšanje žilavosti i duktilnosti šava.
Zaključak
Zaključno, predgrijavanje je ključni korak u zavarivanju ploča od legiranog čelika. Pomaže u smanjenju zaostalog naprezanja, sprečavanju krhkosti vodika i poboljšanju zavarljivosti. Pažljivim određivanjem temperature predgrijavanja, odabirom odgovarajuće metode predgrijavanja i praćenjem procesa, možemo osigurati visokokvalitetne zavarene spojeve koji ispunjavaju stroge zahtjeve različitih industrija.
Ako ste na tržištu visokokvalitetnih ploča od legiranog čelika ili trebate više informacija o procesu zavarivanja, preporučujem vam da se obratite za raspravu o nabavci. Naš tim stručnjaka spreman je da Vam pomogne u pronalaženju pravih rješenja za Vaše specifične potrebe.
Reference
- AWS D1.1/D1.1M:2020, šifra za strukturalno zavarivanje - čelik
- ASME kod za kotlove i posude pod pritiskom, Odjeljak IX, Kvalifikacije za zavarivanje i lemljenje
- "Metalurgija zavarivanja i zavarljivost nerđajućih čelika" John C. Lippold i David J. Kotecki
