Обработка сварных швов после сварки

Содержание

Обработка сварного шва после сварки

Обработка сварных швов после сварки

Сварка — самый надежный, быстрый и экономичный способ создания неразъемных соединений металлов и их сплавов. В ходе сварочного процесса металл нагревается до температуры плавления. Это вызывает в нем внутренние напряжения. Кроме того, на поверхности сварочного шва остается шлак. Для удаления шлака и снятия внутренних напряжений в металле применяются различные способы обработки сварного шва.

Обработка сварного шва

Основные способы обработки сварных соединений

Наиболее распространенными стали следующие методы обработки сварного шва:

  • Термическая. Применяется для ликвидации внутренних остаточных напряжений. Проводится путем локального или общего прогрева.
  • Механическая. Зачистка сварных швов после сварки удаляет шлаки и окалину с поверхности соединения.
  • Химическая. Состоит из обезжиривания и покрытия защитным слоем. Препятствует возникновению коррозионных очагов. Метод используют для обработки материалов, подверженных коррозии, которым предстоит работать в активных средах.

Способ воздействия выбирают, применяясь к  техническим требованиям к конструкции и условиям ее эксплуатации. Часто применяют последовательно все три метода.

Термообработка

Термическая обработка сварных соединений обязательно проводится после сварки тонкостенных изделий, особо подверженных деформациям под воздействием внутренних напряжений. К таким конструкциям относятся трубопроводы, различные емкости, сосуды давления.

Термическая обработка сварного шва

Проводится термообработка и для большинства ответственных конструкций, таких, как корпуса атомных и химических реакторов.

Заключается термообработка в нагреве детали и ее последующем охлаждении по строго заданному температурному графику.

Зачем нужна

В ходе сварки нагревается небольшая область детали в районе шва. Неравномерный прогрев и приводит к возникновению внутренних напряжений, способных деформировать или даже разрушить деталь. Кроме того, в зоне неравномерного нагрева изменяется структура кристаллической решетки металла, что приводит к ухудшению его физико-механических и химических свойств.

Рядом со сварным швом зона закалки, в которой прочность повышена, а упругость, наоборот, понижена. Ее окружает зона разупрочнения, в которой пластичность сохраняется, а прочность становится ниже, чем была до сваривания.

Термическая обработка сварных соединений призвана восстановить внутреннее строение металла и его свойства, вернуть характеристики прочности, пластичности и коррозионной устойчивости к проектным значениям.

Особенности проведения

Обработка осуществляется при высоких температурных значениях, в диапазоне 600- 1000 °С. Это позволяет преодолеть негативные последствия неравномерного нагрева и приблизить структуру шва и околошовной зоны к структуре самой детали.

Обработка проходит в три стадии:

  • Нагревается область рядом со швом.
  • Конструкция выдерживается некоторое время в нагретом состоянии.
  • Изделие охлаждается в соответствии с графиком обработки.

Процесс термообработки швов на трубопроводе

Существует несколько видов обработки сварного шва. Выбор зависит от конфигурации конструкции, толщины детали и цели, которую собираются достигнуть.

Для каждого вида обработки применяется свой специфический график нагрева, выдержки и охлаждения.

Достоинства и недостатки

К достоинствам обработки нагревом относят:

  • Восстановление целевых характеристик прочности и пластичности;
  • Снятие внутренних напряжений, обеспечение долговечности шва и всей конструкции;
  • Улучшение, при необходимости, этих показателей.

Отрицательные моменты при проведении обработки нагревом следующие:

  • Высокие требования к квалификации работников.
  • Необратимость процессов. В случае несоблюдения графика термообработки сварных швов исправить брак практически невозможно.
  • Требуется дорогостоящее и громоздкое оборудование
  • Высокое энергопотребление, низкая экологичность.

В большинстве случаев преимущества перевешивают недостатки.

Что подвергают обработке

Термообработке подвергают сварные швы в ответственных конструкциях. Сюда входят

  • магистральные трубопроводы
  • сварные конструкции различных механизмов и станков, испытывающих высокие нагрузки
  • изделия, которым предстоит работать в сложных условиях эксплуатации.

При термообработке сравнительно небольших изделий используют муфельные печи.

Самодельная муфельная печь

Для обработки нагревом габаритных конструкций применяют нагрев пламенем газовых горелок или индукционный способ. В отдельных случаях применяют радиационный метод.

Термообработку для повышения коррозионной стойкости следует проводить по возможности скорее по окончании сварки.

Параметры проведения процесса

Продолжительность процесса во многом определяется маркой сплава и толщиной заготовки. Для хром-молибденовых сплавов применяют индукционный или радиационный способы нагрева. С увеличением толщины типовая продолжительность нагрева (в минутах) растет:

Толщина детали, см Радиационный Индукционный
2,0 40 25
2,0-2,5 70 40
2,5-3,0 100 40
3,0-3,5 120 60
3,5-4,5 140 70
4,5-6,0 150 90
6,0-8,0 160 110

Индукционный способ требует меньшего времени на обработку, но отличается большими энергозатратами. Перед обработкой следует обязательно выполнить зачистку сварочного шва.

Используемое оборудование

Термообработка сварных швов выполняется с использованием нескольких основных способов, каждый требует своего набора оборудования:

  • Индукционный. Требует генератора высокочастотного переменного тока большой мощности. Нагревательным элементом является катушка индуктивности, намотанная поверх участка детали, подлежащего нагреву.
  • Радиационный. Используется инфракрасное излучение от нагретой нихромовой проволоки, через которую пропускается сильный электрический ток. Требует мощных источников тока. Может применяться для прогрева материалов со слабыми электромагнитными свойствами.
  • Газовый. Наиболее экономичный по энергозатратам способ. Используется специальная горелка. Факел пламени формируется так, чтобы равномерно прогневать зону термообработки.
Читайте также  Сварка балок двутаврового сечения в стык

Выбор метода нагрева проводят, сопоставляя цель обработки, толщину конструкций, характеристики материала и экономические соображения.

Виды термической обработки

Виды термообработки сварных швов различаются по своей цели. Специалисты отличают следующие процессы:

  • Отдых. Конструкцию доводят до 300 °С и выдерживают полтора — два часа. Снижает механические напряжения и снижает содержание водорода в материале шва.
  • Отпуск. Состоит в нагреве до 700 °С и трехчасовой выдержке. Практически полностью снимает напряжения, дает возможность повысить пластичность.
  • Нормализация. Всю конструкцию, включая шов, нагревают до 800 °С и выдерживают 30-40 минут. Позволяет достичь однородности и мелкозернистости структуры металла. Используется на изделиях малой толщины.
  • Аустенизация. Изделие нагревают до 1100 °С и выдерживают 120 минут. Охлаждение проводят при комнатной температуре. Повышает пластичность высоколегированных сплавов за счет преобразования их кристаллической структуры.
  • Отжиг. Нагрев до 960 °С, трехчасовая выдержка и остывание при комнатной температуре. Используется для высоколегированных сплавов для повышения коррозионной стойкости.

Индукционный отпуск сварного шваПодготовка труб к нормализации сварного шва

Как правило, перед термообработкой проводится зачистка сварного соединения.

Контроль температуры

При проведении термообработки ключевое значение имеет температура нагрева конструкции. Для контроля температуры применяют:

  • Термокарандаш и термокраска. Представляют собой химическое соединение, меняющее цвет по мере изменения температуры. Наносятся на поверхность изделия.
  • Тепловизоры и пирометры. Электронные устройства, дистанционно измеряющие температуру.

Термокарандаши и термокраска – традиционные средства, достаточно трудоемкие в применения и требующие постоянного визуального контроля со стороны оператора и его оперативного вмешательства в случае выхода параметров за пределы допустимых значений.

Пирометр

Тепловизоры и пирометры обладают большей точностью и могут быть встроены в автоматическую систему поддержания постоянной температуры.

Другие виды обработки

Кроме термообработки, широко используются также  механические и химические виды очистки сварных швов.

Механическая

Проводится с использование проволочных щеток или абразивных дисков. В промышленных условиях щетка, диск или лепестковая абразивная насадка закрепляет в угловой шлифовальной машинке (в быту называемой «болгарка»)

Способом механической зачистки с поверхности соединения удаляют шлаки, окалину, брызги застывшего металла и оксидную пленку.

Механическая обработка сварного шва

Зачистка сварного шва после сварки применяется перед термообработкой или покраской.

Химическая

Призвана удалить с поверхности шва следы жира, смазки, оксидные пленки и другие загрязнения. Проводится перед нанесением на конструкцию покрытий, предохраняющих от коррозии.

Травление — обработка сильнодействующими кислотами — проводится перед механической обработкой. После нее проводят пассивацию — нанесение вещества, образующего на поверхности защитную пленку.

Химическая обработка сварного шва

Химическая обработка металла проводится химически активными веществами, многие из которых пожароопасны и могут причинить серьезный вред здоровью. Поэтому следует строго соблюдать правила техники безопасности.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/svarka/obrabotka-svarnogo-shva-posle-svarki.html

Обработка сварных швов нержавейки после сварки: шлифовка, паста, кислота, видео

В современных условиях развития промышленного комплекса предполагается активное использование нержавеющей стали для создания трубопроводов и формирования емкостей для дальнейшего взаимодействия с агрессивными жидкостями. В повседневной жизни повсеместно встречаются изделия, изготовленные из данного металла, а именно всевозможные принадлежности в виде домашней утвари и прочих деталей обихода.

Характерной чертой нержавеющей стали является наличие привлекательной зеркальной поверхности и продолжительного срока службы. Однако следует отметить, что для создания такого эффекта первоначально нужно провести должным образом обработку шва нержавейки после сварки. В противном случае будет иметь место наличие черных и желтых пятен на сварочном месте с последующим потенциальным возникновением ржавчины.

Ввиду подобной особенности возникает вопрос, как очистить нержавейку после сварки и как правильно организовать обработку нержавейки после сварки.

Причины важности обработки

В ходе изготовления многочисленных конструкций с задействованием в качестве основного материала нержавеющей стали активно используются сварочные методы за счет функционирования электрической дуги в инертной газовой среде.

Несмотря на формирование относительно ровных и прочных швов, они отмечаются присутствием непривлекательного внешнего вида, в результате чего возникает необходимость обработки сварных швов нержавейки. Так, место сварного соединения характеризуется наличием зеркального цвета, а то время как область возле шва — желтого цвета и его многочисленных оттенков.

В случае формирования рисунка в виде чешуек в образующихся бороздках отмечается присутствие черных полосок малых размеров. По прошествии определенного периода времени может возникать риск образования ржавчины в данных местах.

Явления подобного характера являются следствием воздействия чрезмерно высокого температурного режима, в результате которого происходит, перегрев в сварочной области. В момент присутствия высоких температур происходит выгорание элементов легирования с одновременным обеднением, что имеет следствием изменение цвета и повышение степени уязвимости по отношению к факторам внешнего действия.

В завершении процесса образуется пленка, которая отмечается низким уровнем сопротивляемости к агрессивному влиянию окружающей среды, что ведет к поэтапному развитию коррозии в месте обработки.

Шлифовка механического характера

Нержавеющая сталь характеризуется присутствием высокого уровня коррозийных свойств, которые обуславливают ее активное применение в той среде, где зачастую применяются жидкости. Хотя изделия из подобного материала активно соприкасаются с водой и подвергаются предварительному проведению сварочных работ, со временем их внешний вид существенно не изменяется. Данная особенность прослеживается в результате задействования определенных принципов обработки.

Среди основных вариантов обработки принято выделять механическую шлифовку нержавейки после сварки. В ходе данного процесса устраняется верхний слой оксидной составляющей, образующийся на месте сварки и представляющий собой слабое место во всей конструкции. Также подвергаются устранению различимые переходы цвета и присутствующие неровности в соединении сварки.

Читайте также  Холодная сварка засохла что делать

Для данного процесса характерна следующая очередность:

  • устранение волн в области металлического шва посредством применения толстого шлифовального круга и болгарки, а также нивелирование присутствующих выпуклостей;
  • задействование лепестковых кругов для функционирования болгарки; основная цель подобных элементов — более аккуратное проведение работ наряду с большей длительностью процесса и расходованием материалов, что особо актуально для значительных масштабов выполнения работ;
  • использование специально разработанного оборудного комплекса в виде шлифовальной машины, в результате работы которой создается одноцветное матовое покрытие;
  • обязательное применение респиратора для снижения риска попадания в дыхательные пути абразивной пыли и металлических частиц, которые находятся в воздушном пространстве в течение выполнения работ.

Полировка нержавеющей стали после сварочных работ

Следующим шагом в комплексе обработки, осуществляемой по отношению к области проведения сварочных работ, является полировка нержавейки после сварки. Следует отметить, что подобному процессу подвергается не только отдельные области изделия, но и вся поверхность изделия в целом, что гарантирует получение блеска окончательного вида.

Полировка обеспечивает еще больший уровень зачистки обрабатываемой поверхности за счет получения цельного и ровного участка, что впоследствии имеет результатом способность противостоять внешнему влиянию жидкостей агрессивного характера.

Поначалу область сварных швов подвергается воздействию диска с вулканитом, цель которого заключается в придании шву необходимой формы и глубины за счет формирования структуры вогнутого образца.

Следующим этапом принято считать нанесение специальной пасты, предназначенной для осуществления полировки. В большинстве случаев применяется паста ГОИ. Основная задача полировочного процесса состоит в достижении зеркальной поверхности с одномоментным отсутствием ранее присутствовавших матовых пятен.

Гели и кислоты для процесса обработки

Для того, чтобы устранить присутствие цветовых переходов, образующихся в результате сварочного процесса, а также нивелировать формирование слоя оксидного характера, способствующего протеканию процесса коррозии, широко используется травление сварных швов нержавейки. Данный способ относится к категории кислотного воздействия с целью обработки материала.

Оптимальным вариантом является использование соляной и серной кислоты для обработки сварных швов по нержавейке. В случае отсутствия возможности задействования вышеуказанных соединений можно применить азотную или плавиковую кислоту. Эти вещества предполагаются к выпуску в форме геля и пасты для травления сварных швов на нержавеющей стали.

Также в настоящий момент считается возможным приобретение для таких целей специально разработанных аэрозолей.

Интересное видео

Источник: http://osvarka.com/svarka-metallov/obrabotka-svarnyh-svov-nerzaveiki

Способы обработки швов после сварки

Сварные швы отвечают за цельность конструкции из металла. В особенности, соединение должно быть очень крепким, стойким к ржавлению, влаги. Обработка швов сварки призвана обеспечить выполнение данных задач.

Способы обработки

Есть три методики, благодаря которым защищаются сварные соединения:

  1. Термообработка. Благодаря данному способу можно убрать остаточные напряжения в материале, появляющиеся вследствие работ по сварке. Термообработка ведется по одной из 2-ух технологий: здешней, когда нагревается или охлаждается только само соединение, или общей — температурной отделке подлежит вся деталь.
  2. Механическая обработка. В этом случае задача находится в удалении останков шлака и проверке качественного соединения. Стереотипный пример обработки механическим способом — простукивание шва молотком или выполнение его зачистки. Если шлак не удалить, возможно формирование коррозии.
  3. Химическая обработка. Нанесение покрытий с защитным эффектом на соединение — один из вариантов борьбы с коррозийными процессами. Наиболее недорогой вариант химической защиты — обработка шва грунтовочным лакокрасочным материалом.

Ниже остановимся на технологиях защиты швов сварки более детально.

Оборудование для термообработки

Для обработки термическим способом стыков может применяться 4-ре вида тех. оборудования:

  1. Электромеханические устройства. Индукционный нагрев практически всегда используется во время прокладки трубопроводов. Смысл такого способа находится в применении медных индукторов, включающих в себя из нескольких жил кабель из меди с охлаждением воздуха. Когда ведутся монтажные работы индуктора на трубопровод необходимо принять во внимание расстояние между трубой и индуктором. Общее правило: чем больше просвет между объектами, тем хуже применяется мощность оборудования.
  2. Эластичные нагреватели сопротивления. Этот способ является одним из очень хороших и доступных вариантов обработки швов сварки.
  3. Муфельные печи. Во время работы с данным видом оборудования необходимо большое внимание уделять равномерности нагрева соединения, это достигается нецентрированной установкой детали в печь.
  4. Нагрев при помощи газопламенного оборудования. При газопламенном нагреве используются сварочные и особенные многопламенные атмосферные горелки. Газовые обогреватели подчеркивают энергию тепла, появляющуюся во время сгорания смеси горючего газа с кислородом.

Оборудование для нагревания выбирается исходя из монтажных условий, общедоступности того либо другого вида устройств и других обстоятельств. Нагревательное оборудование должно отвечать конкретным требованиям: четко стыковаться со сварными швами, иметь не очень большую массу и гарантировать одинаковый нагрев соединения как в ширину, так и по длине.

Чтобы уменьшить потери тепла, при термообработке сварных соединений применяются самые разные утеплители.

Тепловая изоляция обязана быть теплоустойчивой при не очень большой теплопроводимости, прочной, но одновременно пластичной, износостойкой и неопасной в работе.

Способы термообработки

Известно несколько способов обработки термическим способом сварных соединений:

  1. Заблаговременный нагрев. Применяется как до проведения работ по сварке, так и в момент сваривания деталей. Эта разновидность обработки термическим способом используется при сварке конструкций из стали из низких углеродов. Металл нагревается до 150-200 градусов по шкале Цельсия.
  2. Большой отпуск. Методика находится в нагреве материала до 650-750 градусов по шкале Цельсия (определенный температурный показатель зависит от сорта стали). Температура поддерживается на протяжении 5 часов. Методика дает возможность сделать меньше напряжения на 80%, а еще увеличить стойкость материала к влияниям механики и сделать больше его пластичность.
  3. Нормализация. Применяется в отношении к углеродистым и низколегированным маркам стали. Аналогичная термообработка соединения выполняется при температуре от 950 градусов по шкале Цельсия. По завершении нагрева выполняется выдержка и охлаждение в условиях внешней среды. Нормализация позволяет снизить зернистость металла, уменьшить напряжение, а еще повышает надёжность шва.
  4. Аустенизация. Являет собой закалку соединения сварки путем его нагрева до температуры 1070 градусов и выше. Деталь греется на протяжении 60 минут, а потом выполняется быстрое искусственное охлаждение. Методика очень популярна для закалки аустенитных сталей. Результат аустенизации — возросшая пластичность соединения сварки.
  5. Стабилизация. От аустенизации стабилизирующий отжиг различается более невысокой температурой и менее длительным временем выдержки металла.
  6. Термический отдых. Методика состоит в нагреве шва сварки до 250-300 градусов по шкале Цельсия. Потом выполняется выдержка металла в разогретом состоянии. В результате процедуры в сварном соединении уменьшается уровень диффузного водорода, и становятся меньше внутренние напряжения.
Читайте также  Сколько стоит сантиметр аргонной сварки

Строение шва сварки при обработке термическим путем

Подбор способа, которым будет выполняться термообработка сварных соединений, зависит от физико-химических параметров стали (устанавливается ее маркой). Важное значение имеет выполнение инновационных требований, в другом случае происходит ухудшение качества соединения сварки.

Основные параметры, которые необходимо брать во внимание при выполнении здешней термообработки:

  • ширина нагреваемого участка;
  • равномерность нагревания по толщине стенки и ширине нагреваемого участка;
  • период выдержки;
  • интенсивность охлаждения.

Механическая обработка

Механическое удаление минусов работ по сварке выполняется с помощью проволочной щетки. Можно существенно облегчить задачу и сделать зачистку качественнее, если применять миниатюрное шлифовальное приспособление или угловую шлифмашину с лепестковой насадкой. Взамен насадки также можно задействовать шлифовальный круг.

Очистка механическим способом позволяет убрать следующие изъяны соединения сварки:

  • окалины;
  • заусенцы;
  • окислы;
  • результаты побежалостей.

Не обращая внимания на простоту и дешевизну технологии, есть ряд невидимых моментов, касающихся подбора насадки, знание которых даст возможность сделать работу качественнее:

  1. В первую очередь, необходимо подобрать абразивный круг из оптимального материала. Наиболее оптимально для механической чистки подойдёт круг из цирконата алюминия. Преимущество данного материала в том, что он, самое первое, провоцирует процессы которые связаны с коррозией, а второе, цирконат алюминия крепче оксида алюминия, из которого также делаются определенные виды насадок.
  2. Лепесточки абразивного круга должны быть на тканевой составляющей. Ткань лучше и устойчивее к значительным нагрузкам если сравнивать с бумагой, которая нечасто используется на лепестках в виде основы. Однако стоят такие насадки побольше заменителей на основе бумаги. Очень большая цена тканевых насадок абсолютно оправдана и оправдается при подобной агрессивной в отношении к материалу работе, как шлифовка швов.
  3. Размер абразивного зерна зависит от типа производимой работы. Наиболее часто в ходе чистки соединений могут потребоваться насадки с разнообразным размером зерна. Благодаря этому рекомендуется покупать одновременно несколько видов насадок.
  4. Если необходимо качественно почистить шов, то разнообразные размеры зерен просто нужны, так как шлифовка выполняется с медленной сменой насадок на зерна размера поменьше. Например, большие окалины удаляются крупнозернистыми насадками, а вот тонкая шлифовка выполняется мелкозернистыми насадками. Завершальная проходка выполняется намного более мелким зерном. Насадки следует менять постепенно — разрешается пропуск не больше одного размера. Но если идет речь о создании блеска зеркала соединения сварки, нельзя пропускать ни одного размера.
  5. Для обработки швов, размещенных в местах куда сложно добраться (полостях, кромках, отверстиях), применяются особенные устройства — борфрезы, монтируемые в шлифовальную машину. Есть борфрезы самых разных размеров и форм, благодаря этому выбрать необходимую конфигурацию нетрудно.

Химическая обработка

Отличные результаты во время обработки сварных соединений достигаются при комбинировании механических и химии. Применяется два способа работы со швами: травление и пассивация.

Травление делается до механической шлифовки. С целью проведения данной операции применяются составы на основе химии, обеспечивающие однородное покрытие, мешающее процессам коррозии. Более того, травление позволяет уничтожать места, тронутые побежалостью. А дело все в том, что в подобных местах встречается накапливание окислов никеля и хрома, благодаря чему сталь подвергается ржавлению.

На несущественных по площади участках сварных соединений рекомендуется делать травление непосредственным нанесением состава на поверхность которая обрабатывается. Если деталь очень высока или имеет трудную конфигурацию, ее необходимо помещать в емкость с раствором для травления. Время нахождения металла в травильном расходе рассчитывается в любой ситуации персонально.

Когда травление завершено, приходит черед пассивации. Процесс являет собой нанесение на металл специального состава, благодаря чему появится пленка. Данное покрытие для защиты мешает появлению коррозии. С химической точки зрения, пассивацию вполне объясним так: оксиданты, взаимодействуя со сталью, убирают с поверхности свободный металл, при этом активируя появление пленки для защиты.

Заканчивается химическая обработка очисткой сварных соединений от реагентов. Смываемая вода имеет много ядовитых веществ, тяжёлых металлов и кислот. Кислоты нейтрализуются с помощью щелочей, а потом оставшаяся жидкость проходит через фильтр. Перерабатывать отработку необходимо только в специально отведенных для этого местах в правовом поле об охране внешней среды.

Обработка шва у кошки после стерилизации

Источник: http://versace-promo.ru/kraski-klei-gruntovki/sposoby-obrabotki-shvov-posle-svarki/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: