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Cos'è la zona interessata dal calore della saldatura?

numero Sfoglia:42     Autore:Editor del sito     Pubblica Time: 2024-05-15      Origine:motorizzato

Richiesta

IL zona termicamente alterata dalla saldatura è l'area in cui il metallo base solido su entrambi i lati della saldatura subisce evidenti cambiamenti nella struttura e nelle proprietà sotto l'azione del ciclo termico di saldatura, che è chiamata zona alterata dal calore di saldatura.Un giunto saldato è un processo di saldatura composto da tre parti: il cordone di saldatura, la zona di fusione e la zona alterata dal calore.


1.Definizione

Sotto l'azione di una fonte di calore ad alta temperatura durante la saldatura per fusione, l'area in cui la struttura e le proprietà cambiano entro un certo intervallo vicino a entrambi i lati della saldatura è chiamata 'Zona di influenza termica', o 'Zona di saldatura vicina'. ' (Vicino alla zona di saldatura).).Il giunto saldato è composto principalmente da due parti, il cordone di saldatura e la zona d'ombra calda, e nel mezzo c'è una zona di transizione, chiamata zona di fusione.Pertanto, al fine di garantire la qualità dei giunti saldati, è necessario che la struttura e le proprietà della saldatura e della zona interessata dal calore soddisfino contemporaneamente i requisiti.Con l'uso continuo nella produzione di vari acciai ad alta resistenza, acciai inossidabili, acciai resistenti al calore e alcuni materiali speciali, i problemi esistenti nella zona interessata dal calore della saldatura diventano più complicati e sono diventati l'area debole dei giunti saldati.Pertanto, i ricercatori di molti paesi hanno prestato grande attenzione alla zona interessata dal calore della saldatura.

Zona interessata dal calore

L'entità della ZTA varia a seconda dell'apporto termico del processo di saldatura, della conduttività termica del materiale e della velocità di raffreddamento.Un apporto di calore più elevato o velocità di raffreddamento più lente determinano in genere una ZTA più grande.


2.Distribuzione dei tessuti

In base alle caratteristiche di trattamento termico dell'acciaio, l'acciaio per la saldatura è diviso in due categorie, una è l'acciaio con una piccola tendenza alla tempra, come l'acciaio a basso tenore di carbonio e alcuni acciai a bassa lega, chiamato acciaio da tempra dura;l'altro è la tendenza all'indurimento.I gradi di acciaio più grandi, come l'acciaio a medio carbonio, l'acciaio legato bonificato e temperato a basso e medio carbonio, ecc., sono chiamati acciaio facilmente bonificato.A causa della diversa tendenza al tempra, anche la struttura della zona interessata dal calore di saldatura dei due tipi di acciai è diversa.

Zona interessata dal calore

3.Prestazioni

La distribuzione della microstruttura della zona interessata dal calore di saldatura non è uniforme e quindi anche le prestazioni non sono uniformi.La zona interessata dal calore della saldatura è diversa dal cordone di saldatura e il cordone di saldatura può soddisfare i requisiti prestazionali regolando la composizione chimica e abbinando il processo di saldatura appropriato.Le prestazioni della zona termicamente alterata non possono essere regolate nella composizione, ed è un problema di disuniformità che si verifica sotto l'azione dei cicli termici di saldatura.Per le strutture saldate generali, vengono considerati principalmente l'indurimento, l'infragilimento, l'indurimento e l'ammorbidimento della zona termicamente alterata, nonché le proprietà meccaniche globali, la resistenza alla corrosione e le proprietà di fatica, che sono determinate in base ai requisiti di utilizzo specifici della struttura saldata.

Zona interessata dal calore

Indurimento

La durezza della zona interessata dal calore della saldatura dipende principalmente dalla composizione chimica e dalle condizioni di raffreddamento dell'acciaio da saldare e la sua essenza è quella di riflettere le prestazioni di diverse strutture metallografiche.Poiché il test di durezza è più conveniente, la durezza HMAX più alta della zona termicamente alterata viene spesso utilizzata per giudicare le prestazioni della zona termicamente alterata, che può indirettamente prevedere la tenacità, la fragilità e la resistenza alle fessurazioni della zona termicamente alterata.Nel progetto, l'HMAX della zona termicamente alterata è stato utilizzato come indice importante per valutare la saldabilità.Va sottolineato che anche la stessa struttura ha durezze diverse, che sono legate al contenuto di carbonio dell'acciaio e alla composizione della lega.Ad esempio, la durezza della martensite ad alto contenuto di carbonio può raggiungere 600 HV, mentre la durezza della martensite a basso contenuto di carbonio è solo 350-390 HV.


Infragilimento

L'infragilimento della zona saldata alterata dal calore è spesso la causa principale di fessurazioni e rotture fragili dei giunti saldati.La fragilità e la tenacità misurano la capacità di un materiale di resistere alla frattura sotto carichi di impatto e riflettono in modo completo la resistenza e la plasticità del materiale.Maggiore è la fragilità del materiale, minore è la tenacità del materiale e minore è la capacità di resistere ai carichi d'urto.Poiché la distribuzione della microstruttura sulla zona alterata dal calore non è uniforme e, anche in alcune parti, la resistenza è molto inferiore a quella del metallo base, cioè si verifica un grave infragilimento, per cui la zona alterata dal calore della saldatura diventa un debole punto dell'intero giunto.parte.Pertanto, viene studiato l'infragilimento della zona interessata dal calore della saldatura e il fenomeno dell'infragilimento coinvolge principalmente i meccanismi di infragilimento come l'infragilimento a grana grossa, l'infragilimento della microstruttura e l'infragilimento da invecchiamento per deformazione termica, in modo da migliorare la sua tenacità e migliorare le proprietà meccaniche di l'intero giunto.

Zona interessata dal calore

Indurito

La zona interessata dal calore della saldatura, in particolare la zona di fusione e la zona a grana grossa, sono le aree deboli dell'intero giunto saldato.Pertanto, dovrebbero essere adottate misure per migliorare la tenacità della zona interessata dal calore della saldatura.Tuttavia, la tenacità della zona alterata dal calore della saldatura non può essere regolata e migliorata aggiungendo elementi di lega in traccia come la saldatura.È inerente al materiale stesso, quindi può essere migliorato solo entro un certo intervallo migliorando la tenacità del materiale stesso e alcune misure tecnologiche.essere migliorato all'interno.Secondo la ricerca, l'irrigidimento della zona interessata dal calore della saldatura può adottare le due misure seguenti.


Ammorbidire

I metalli o le leghe rinforzati mediante lavorazione a freddo o trattamento termico generalmente presentano diversi gradi di perdita di resistenza nella zona di saldatura interessata dal calore.Ammorbidimento o perdita di resistenza nella zona interessata dal calore.L'ammorbidimento dei metalli o delle leghe rinforzati per lavorazione a freddo è causato dalla ricristallizzazione.L'ammorbidimento o la perdita di resistenza nella zona interessata dal calore ha un effetto relativamente scarso sulle proprietà meccaniche dei giunti saldati, ma non è facile da controllare.


4. Effetti sulle proprietà dei materiali

●Resistenza e durezza: la HAZ può avere diversi livelli di durezza e resistenza rispetto al metallo base.In genere, le aree più vicine alla saldatura sono esposte a temperature più elevate e possono diventare più dure e fragili, soprattutto negli acciai ad alto contenuto di carbonio.


●Resistenza: la resistenza della ZTA può essere ridotta a causa della formazione di microstrutture più dure e fragili.Ciò è particolarmente critico nelle applicazioni in cui la resistenza agli urti è importante.


●Resistenza alla corrosione: in alcuni materiali, come alcuni acciai inossidabili, il calore può causare cambiamenti che influiscono sulla resistenza alla corrosione, come la precipitazione di carburi ai bordi dei grani.



5. Importanza e controllo

Integrità strutturale:

Comprendere e controllare la HAZ è fondamentale per garantire l'integrità strutturale dei componenti saldati, soprattutto in applicazioni critiche come l'ingegneria aerospaziale, automobilistica e strutturale.


Ottimizzazione dei parametri di saldaturaehm:

①Apporto termico: ridurre l'apporto termico regolando la tensione, la corrente e la velocità di saldatura può aiutare a ridurre le dimensioni della ZTA.Un minore apporto di calore si traduce in velocità di raffreddamento più rapide e meno tempo per cambiamenti microstrutturali avversi.

②Temperatura di interpass: il controllo della temperatura di interpass (la temperatura tra ogni passata di saldatura) può influenzare la microstruttura della ZTA, migliorando proprietà come la tenacità.


Preriscaldamento e Trattamento Termico Post Saldatura (PWHT):

①Preriscaldamento: l'applicazione di calore al materiale prima della saldatura può ridurre la velocità di raffreddamento, minimizzando il rischio di formazione di microstrutture indesiderate come la martensite negli acciai.Aiuta anche a ridurre le tensioni residue.

②PWHT: L'applicazione di calore dopo la saldatura può aiutare a rinvenire le microstrutture dure formate nella ZTA, migliorando così la tenacità e riducendo le tensioni residue.

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