1.เหตุใดความเค้นตกค้างจึงรุนแรงมากขึ้นหลังการเชื่อม?
ความเค้นตกค้างในเหล็กม้วนรีดเย็น-:
การรีดเย็นเป็นกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติกอย่างรุนแรง ซึ่งสร้างความเค้นตกค้างโดยธรรมชาติและกระจายอยู่ภายในวัสดุ (โดยทั่วไปคือความเค้นอัดบนพื้นผิวและความเค้นดึงในแกนกลาง)
หากการอบอ่อนหลังการรีดเย็น-ไม่เพียงพอ ความเค้นเหล่านี้จะยังคงอยู่
ความเค้นตกค้างใหม่ที่เกิดจากการเชื่อม (นี่คือปัญหาหลัก):
การให้ความร้อนสูงเฉพาะที่: ในระหว่างการเชื่อม พื้นที่เชื่อมจะได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงจุดหลอมเหลว ในขณะที่วัสดุฐานโดยรอบ (ขดลวดรีดเย็น-) ยังคงอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า
การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อนไม่สม่ำเสมอ: ในระหว่างการให้ความร้อน การขยายตัวของพื้นที่เชื่อมจะถูกจำกัด ส่งผลให้เกิดการบีบอัดแบบพลาสติก ในระหว่างการทำความเย็น การหดตัวของรอยเชื่อมจะถูกจำกัด ทำให้เกิดความเค้นตกค้างแรงดึงสูงในแนวเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- ซึ่งมักจะเข้าใกล้ค่ากำลังรับของวัสดุ
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค: เหล็กบางชนิดผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค (เช่น การเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติก) ภายใต้วงจรความร้อนของการเชื่อม และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเหล่านี้ยิ่งทำให้ความเครียดรุนแรงยิ่งขึ้น
2.การไม่ขจัดความเครียดจากการเชื่อมที่ตกค้างมีอันตรายอะไรบ้าง?
การเสียรูปและความไม่เสถียร: การคลายความเครียดทำให้เกิดการบิดและการบิดงอของส่วนประกอบ ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของมิติและการประกอบ
การกัดกร่อนจากความเค้นแคร็ก: ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความเค้นดึงจะเร่งให้เกิดการแตกร้าวและการแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว
ความต้านทานต่อความล้าที่ลดลง: ความเค้นดึงที่ตกค้างซึ่งซ้อนทับกับความเค้นแรงดึงในงานโหลดจะช่วยลดอายุการใช้งานของความเมื่อยล้าของส่วนประกอบ และทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าที่รอยเชื่อมได้ง่าย
โหลดที่ลดลง-ความจุแบริ่ง: ความเค้นตกค้างสูงอาจทำให้ส่วนประกอบเข้าใกล้จุดครากก่อนที่จะรับภาระภายนอก
ผลกระทบต่อการตัดเฉือนครั้งต่อไป: ในระหว่างการตัดเฉือน การปรับสมดุลความเค้นอาจทำให้เกิดการเสียรูปใหม่ ส่งผลให้สูญเสียการควบคุมความแม่นยำในการตัดเฉือน
3.จะขจัดความเค้นตกค้างในการเชื่อมได้อย่างไร?
วิธีบำบัดความร้อน (คลาสสิกที่สุด มีประสิทธิภาพมากที่สุด และใช้กันอย่างแพร่หลาย)
หลักการ: การใช้คุณลักษณะที่ความแข็งแรงครากของวัสดุลดลงที่อุณหภูมิสูง ความเครียดจะถูกบรรเทาโดยการเปลี่ยนรูปพลาสติก ในขณะเดียวกัน ก็สามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคหยาบของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม-ได้
กระบวนการหลัก:
การบรรเทาความเครียด-: มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า "การบรรเทาความเครียด- ชิ้นงานจะได้รับความร้อนอย่างสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่า Ac₁ (โดยทั่วไปคือ 550-650 องศาสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน) โดยคงไว้ที่อุณหภูมินั้นเป็นระยะเวลาหนึ่ง (คำนวณตามความหนา เช่น 1 ชั่วโมงต่อ 25 มม.) จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ นี่เป็นวิธีที่ละเอียดและเชื่อถือได้ที่สุด
การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงโดยรวม: สำหรับส่วนประกอบที่ต้องการการอบคืนตัวหลังการเชื่อม- กระบวนการอบคืนตัวยังช่วยลดความเครียดอีกด้วย
เทคโนโลยีการสั่นสะเทือน (ประสิทธิภาพสูง ประหยัดพลังงาน- ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น)
หลักการ: เครื่องสั่นแบบพกพาจะส่งภาระเป็นระยะให้กับชิ้นงาน ทำให้เกิดการเสียรูปของพลาสติกในระดับจุลภาคที่ความถี่เรโซแนนซ์ ดังนั้นจึงทำให้เกิดความเค้นและการลดความเค้นเป็นเนื้อเดียวกัน
4.วิธีการยืดกล้ามเนื้อมีหลักการ ข้อดี และข้อเสียอย่างไร
หลักการ: การใช้แรงดึงที่เกินกำลังครากกับส่วนประกอบที่เชื่อม ไม่ว่าจะทั้งหมดหรือบางส่วน จะทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกทั่วทั้งหน้าตัด- และจะปล่อยความเค้นตกค้างออกมา นิยมใช้สำหรับวัสดุแผ่นเพลทและภาชนะแบบเชื่อม
วิธีการนำไปใช้: แม่แรงไฮดรอลิก การโหลดวัตถุระเบิด การทดสอบอุทกสถิต (สำหรับภาชนะรับความดัน การทดสอบอุทกสถิตทำหน้าที่เป็นทั้งการตรวจสอบและการบรรเทาความเครียดเกินพิกัด)
ข้อดี: ให้ผลโดยตรง เหมาะอย่างยิ่งกับโครงสร้างแผ่น
ข้อเสีย: ต้องใช้อุปกรณ์โหลดที่ทรงพลัง เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดเฉพาะ
5.มีคำแนะนำอะไรบ้างสำหรับการเลือกวัสดุและการประสานงานกระบวนการสำหรับเหล็กม้วนรีดเย็นแบบเชื่อม-
การควบคุมแหล่งที่มา: สำหรับโครงสร้างรอยเชื่อมที่สำคัญ ควรให้ความสำคัญกับเหล็กแผ่นรีดเย็น-ที่ผ่านการแปรรูปเต็มที่ (เช่น อบอ่อนและปรับระดับ เช่น SPCC-SD) เนื่องจากมีระดับความเค้นตกค้างเริ่มต้นที่ต่ำกว่า
การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ: ลดจำนวน ความยาว และความหนาของรอยเชื่อม หลีกเลี่ยงการแยกรอยเชื่อมและรอยเชื่อมหนาแน่น เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเอียง
กระบวนการเชื่อม: ใช้วิธีการเชื่อมด้วยอินพุต-ความร้อน-ต่ำ (เช่น การเชื่อม MAG แทนการเชื่อมอาร์กด้วยตนเอง) การเชื่อมหลาย-หลายชั้นหลาย-ผ่าน การเชื่อมแบบสมมาตร และ-วิธีการเปลี่ยนรูปล่วงหน้าเพื่อลดความเครียดในการเชื่อมและการเสียรูปที่แหล่งกำเนิด
การเลือกการรักษาหลังการเชื่อม:
ส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญโดยทั่วไป: การเสื่อมสภาพของการสั่นสะเทือนเป็นตัวเลือกที่ต้องการ (ประหยัดและมีประสิทธิภาพ)
ส่วนประกอบแบริ่งรับน้ำหนักที่สำคัญ- ภาชนะรับความดัน และโครงสร้างที่ต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้น: จำเป็นต้องมีการอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเค้น
โครงสร้างขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถทดสอบเตาเผาได้-: ควรใช้การบำบัดความร้อนเฉพาะจุดหรือการกำหนดอายุการสั่นสะเทือน