Новостной центр
Что такое зона термического влияния (ЗТВ) в оребренных трубах?
Что представляет собой зона термического влияния (ЗТВ)?
Зона термического влияния (ЗТВ) относится к области металла, где плавление не произошло, но его свойства были изменены из-за воздействия повышенных температур во время сварки. ЗТВ, расположенная между сварным швом и неповрежденным основным металлом, испытывает изменения в своих характеристиках.
Ширина зоны термического влияния (ЗТВ) зависит от количества тепла, поглощенного материалом, которое коррелирует с погонной теплотой в процессе сварки. Кроме того, на размер ЗТВ влияет коэффициент температуропроводности. Материалы с более высокой температуропроводностью могут рассеивать тепло быстрее, что приводит к более быстрому охлаждению при заданном подводе тепла, что приводит к более узкой ЗТВ. Примечательно, что медь обладает значительно большей температуропроводностью по сравнению со сталью. Следовательно, при эквивалентных условиях тепловложения ЗТВ меди будет уже, чем у стали.
Зоны термического влияния (ЗТВ)
В непосредственной близости от зоны сварки или резки и прилегающего незатронутого основного металла зона термического влияния (ЗТВ) включает отдельные области, очерченные их близостью к приложенному теплу сварки или резки.
В основе лежит зона сварки или резки, где материал в процессе процесса переходит в жидкое состояние, граничащая с границей плавления. Эта граница отмечает границу раздела между расплавленной и твердой фазами металла. К этой зоне примыкает собственно ЗТВ, где неизмененный основной металл претерпевает микроструктурные изменения. В традиционных составах стали ЗТВ можно разделить на зону с укрупненным зерном (ближайшую к источнику тепла), зону с измельченным зерном, частично преобразованную (межкритическую нагретую) зону и зону отпуска. И наоборот, в материалах, в которых при охлаждении отсутствует твердотельное фазовое превращение, могут наблюдаться отчетливые зоны, такие как рост зерен и рекристаллизация, часто сопровождающиеся признаками отпуска. За пределами этих очерченных областей ЗТВ находится неповрежденный основной материал.
Эти различные области ЗТВ возникают из-за разницы температур, испытываемых основным металлом дальше от источника сварки или резки. Крайне важно отличать эти зоны от видимых цветных полос, связанных с окислением поверхности, которые часто наблюдаются вблизи сварных швов из нержавеющей стали. Эти полосы, называемые «цветами темперирования», обозначают существенно более низкие температуры по сравнению с теми, которые отвечают за формирование зоны термического воздействия, простирающейся на некоторое расстояние за ее границы. Эти цвета, также называемые тепловыми оттенками, дают приблизительную оценку достигнутой температуры металлов. Например, в случае нержавеющей стали типа 1.4301 (AISI 304), подвергающейся нагреву на открытом воздухе, цвета полос и соответствующие температуры следующие:
- Светло-желтый: 290°C/550°F
- Соломенно-желтый: 340°C / 640°F
- Желтый: 370°C/700°F
- Коричневый: 390°C/735°F
- Пурпурно-коричневый: 420°C/790°F
- Темно-фиолетовый: 450°C/840°F
- Синий: 540°C/1000°F
- Темно-синий: 600°C/1110°F
Оттенки цветов теплового оттенка зависят от стойкости металлов к окислению, при этом металлы с более высоким содержанием хрома имеют менее интенсивную окраску из-за их повышенной устойчивости к окислению. Использование защитных газов и покрытий электродов может смягчить оттенок нагрева, частично защищая металл от окисления. И наоборот, более шероховатые поверхности имеют тенденцию к более быстрому окислению, что приводит к более темным оттенкам. Кроме того, такие вещества, как краска, масло, ржавчина и отпечатки пальцев, могут влиять на цвет теплового оттенка, хотя и не влияют на размер самой ЗТВ.
Зона термического влияния ( ЗТВ) в высокочастотно сваренных оребренных трубах
В оребренных трубах, сваренных высокочастотной сваркой, зона термического влияния (ЗТВ) относится к области вокруг сварного шва, где основная труба и ребра подверглись воздействию повышенных температур в процессе сварки.
Во время высокочастотной сварки локализованное применение высокочастотных электрических токов генерирует тепло на границе сварного шва, вызывая размягчение металла поблизости. Хотя температуры в ЗТВ не такие высокие, как в зоне плавления, где происходит плавление, они достаточны, чтобы вызвать металлургические изменения в основной трубе и ребрах.
ЗТВ в оребренных трубах, сваренных высокочастотной сваркой, обычно испытывает изменения в своей микроструктуре и механических свойствах из-за воздействия тепла во время сварки. Эти изменения могут включать рост зерна, отпуск и образование остаточных напряжений. Размер и характеристики ЗТВ зависят от различных факторов, в том числе от параметров сварки, состава материала и скорости теплоотвода.
Часто прилагаются усилия, чтобы свести к минимуму размер и влияние ЗТВ в высокочастотно сваренных оребренных трубах, чтобы обеспечить оптимальные характеристики и структурную целостность. Контроль параметров сварки, таких как потребляемая мощность, скорость и частота сварки, может помочь смягчить воздействие тепла на материал. Кроме того, для снижения остаточных напряжений и улучшения микроструктуры ЗТВ можно использовать термообработку после сварки.
Понимание и управление зоной термического влияния имеет решающее значение при изготовлении ребристых труб, сваренных высокочастотной сваркой, чтобы гарантировать, что сварные соединения соответствуют требуемым стандартам прочности, долговечности и коррозионной стойкости. Правильные методы сварки и меры контроля качества необходимы для минимизации неблагоприятного воздействия ЗТВ и производства оребренных труб, которые надежно работают в предполагаемом применении.
