HTLA در جوشکاری چیست؟

در جوشکاری ، مخفف و اختصارات رایج است ، که اغلب به مواد ، فرآیندها یا استانداردها خاص اشاره دارد. در میان اینها ، "HTLA" اصطلاحی است که با خصوصیات فلزی و الزامات جوشکاری همراه است ، اگرچه کمتر از اصطلاحاتی مانند "MIG" یا "AWS" شناخته می شود. htla مخفف بالا - کششی پایین- آلیاژ- طبقه بندی فولادی است که نقش مهمی در جوشکاری ساختاری و صنعتی دارد. درک فولاد HTLA و ملاحظات جوشکاری آن برای جوشکارهای کار بر روی پروژه هایی که نیاز به قدرت و دوام دارند ، ضروری است.
فولاد HTLA چیست؟
HTLA Steel نوعی از فولاد آلیاژ کم - است که برای حفظ مقاومت کششی بالاتر از فولاد خفیف معمولی ضمن حفظ شکل گیری خوب و جوشکاری مناسب است. "High -} کششی" به توانایی آن در برابر مقاومت بیشتر در برابر نیروهای کشش (مقاومت کششی) قبل از شکستن- معمولاً 50،000 psi یا بالاتر ، در مقایسه با 30،000-40،000 psi برای فولاد خفیف اشاره دارد. آلیاژ "کم {11 {}}}" به این معنی است که حاوی مقادیر کمی از عناصر آلیاژ (مانند کروم ، نیکل ، مولیبدن یا وانادیوم است که معمولاً کمتر از 5 ٪ در کل است) که ویژگی های مکانیکی آن را بدون ایجاد بیش از حد شکننده یا دشوار برای جوشکاری افزایش می دهد.
این ترکیبی از استحکام و کارآیی باعث می شود HTLA فولاد برای کاربردهایی که در آن صرفه جویی در وزن و عملکرد ساختاری مهم است ، ایده آل باشد. معمولاً در:
• مهندسی سازه (تسمه های پل ، قاب های ساختمان ، اجزای جرثقیل)
• حمل و نقل (قاب کامیون ، تختخواب تریلر ، اتومبیل های راه آهن)
• بخش های انرژی (خطوط لوله نفت و گاز ، سکوهای دریایی)
• ماشین آلات سنگین (تجهیزات ساختمانی ، پیاده سازی های کشاورزی)
در این برنامه ها ، فولاد HTLA نیاز به بخش های ضخیم و سنگین از فولاد خفیف را کاهش می دهد و امکان طراحی سبک تر و کارآمدتر را بدون قربانی کردن استحکام فراهم می کند.
چرا HTLA در جوشکاری اهمیت دارد
جوشکاری فولاد HTLA برای حفظ قدرت خود و جلوگیری از نقص ، به تکنیک های خاصی نیاز دارد و آن را به یک مورد مهم برای جوشکارها تبدیل می کند. بر خلاف فولاد خفیف ، که از تغییرات جزئی فرآیند است ، فولاد HTLA نسبت به ورودی گرما و نرخ خنک کننده حساس تر است- عواملی که مستقیماً بر خصوصیات نهایی آن تأثیر می گذارند.
کنترل ورودی گرما
استحکام HTLA Steel تا حدی از ریزساختار آن ناشی می شود ، که می تواند با گرمای بیش از حد در هنگام جوشکاری تغییر یابد. ورودی گرمای زیاد (از جریان بیش از حد ، سرعت سفر آهسته یا اندازه الکترود بزرگ) می تواند باعث ایجاد گرما- منطقه آسیب دیده شود (HAZ) {{2} مساحت فلز پایه در نزدیکی جوش که گرم می شود اما ذوب نمی شود {3 {}} بیش از حد نرم و شکننده می شود. یک هاز نرم استحکام کششی را از دست می دهد ، در حالی که یک HAZ شکننده مستعد ابتلا به استرس است. جوشکاران باید ورودی گرما را تعادل برقرار کنند تا از همجوشی بدون به خطر انداختن خواص فولاد اطمینان حاصل کنند ، اغلب با استفاده از تنظیمات گرمای پایین تر یا سرعت سفر سریعتر از آن برای فولاد خفیف.
پیش گرم کردن و ارسال - عملیات حرارتی جوش
بسیاری از فولادهای HTLA قبل از جوشکاری نیاز به گرم کردن - گرم کردن فلز پایه را به دمای مشخص (به طور معمول 250-400 درجه فارنهایت) دارند. پیش گرم شدن سرعت خنک کننده جوش و HAZ را کند می کند و از تشکیل ریزساختارهای شکننده (مانند مارتنزیت) که باعث ترک خوردگی می شوند ، جلوگیری می کند. همچنین تنش های باقیمانده در مفصل را کاهش می دهد ، که می تواند با گذشت زمان منجر به تحریف یا عدم موفقیت شود.
برای بخش های ضخیم تر HTLA یا نمرات قدرت بالاتر- ، ممکن است POST-} عملیات حرارتی جوش (PWHT) لازم باشد. PWHT شامل گرم کردن مفصل جوش داده شده به دمای پایین تر (به عنوان مثال ، 1،100-1200 درجه f) و نگه داشتن آن در آنجا قبل از خنک شدن به آرامی است. این تنش های باقیمانده را تسکین می دهد ، ریزساختار را تثبیت می کند و تضمین می کند که HAZ خصوصیات کششی {10 {} بالا را حفظ می کند.
انتخاب فلز پرکننده
جوشکارها باید فلزات پرکننده را انتخاب کنند که با قدرت و شیمی HTLA Steel مطابقت داشته باشند. استفاده از پرکننده با استحکام کششی پایین تر از فلز پایه ، می تواند نقطه ضعیفی در جوش ایجاد کند و هدف فولاد HTLA را تضعیف کند. در عوض ، پرکننده هایی با عنوان "htla- سازگار" یا برای برنامه های کششی بالا {{3} طراحی شده است (به عنوان مثال ، e8018 {8} b2 الکترودهای B2 برای فولاد HTLA مولیبدنوم-آلیاژ) برای اطمینان از ملاقات های فلزی جوش و یا از قدرت از قدرت پایه استفاده می شوند.
فلزات پرکننده برای فولاد HTLA نیز اغلب حاوی عناصر آلیاژ هستند که فلز پایه را تکمیل می کنند ، مانند نیکل برای بهبود چقرمگی یا مولیبدن برای تقویت قدرت درجه حرارت بالا. این تضمین می کند که جوش نه تنها با استحکام فلز پایه مطابقت دارد بلکه به طور مشابه تحت استرس ، خوردگی یا تغییر دما عمل می کند.
اجتناب از ترک خوردگی هیدروژن-
فولاد Htla نسبت به هیدروژن -} ترک خوردگی (HIC) نسبت به فولاد خفیف ، به خصوص در بخش های ضخیم یا محیط های سرد حساس تر است. هیدروژن - از رطوبت در الکترودها ، سطوح آلوده یا رطوبت جوی - می تواند در جوش و هازا پراکنده شود ، جایی که به دام می افتد. با خنک شدن جوش و سخت شدن ، هیدروژن فشار داخلی ایجاد می کند که باعث ترک خوردگی می شود ، اغلب ساعت ها یا روزها پس از جوشکاری.
برای جلوگیری از HIC ، جوشکارها اقدامات احتیاطی دقیق را انجام می دهند:
• با استفاده از الکترودهای هیدروژن کم - (به عنوان مثال ، E7018 یا E8018) که در اجاق گاز برای از بین بردن رطوبت ذخیره می شوند.
• تمیز کردن فلز پایه به طور کامل برای از بین بردن زنگ زدگی ، روغن ، رنگ یا خاک - منابع هیدروژن.
• از قبل گرم شدن برای آهسته شدن خنک کننده ، به زمان هیدروژن برای فرار از جوش سخت می شود.
• برای بیرون کشیدن هیدروژن باقیمانده ، گرمایش جوش (در صورت لزوم) را ارسال کنید.
فرآیندهای جوشکاری برای فولاد HTLA
متداول ترین فرآیندهای جوشکاری می تواند برای فولاد HTLA استفاده شود ، به شرط آنکه پارامترها برای کنترل گرما تنظیم شوند:
• جوشکاری قوس فلزی محافظت شده (SMAW): ایده آل برای کار میدانی (به عنوان مثال ، جوشکاری خط لوله) هنگام استفاده از الکترودهای هیدروژن کم {2}. این امکان را به شما می دهد و با فولاد از قبل گرم شده به خوبی کار می کند.
• جوش قوس فلزی گاز (GMAW/MIG): مناسب برای نرخ رسوب بالا- در مغازه های ساختگی. استفاده از یک سیم Cored Metal - با محتوای کم هیدروژن به حفظ قدرت کمک می کند.
• FLUX- جوشکاری قوس Cored (FCAW): برای بخش های ضخیم مفید است ، زیرا پوشش شار آن جوش را از آلودگی محافظت می کند و می تواند در بعضی موارد نیاز به گرمایش را کاهش دهد.
• جوش قوس غوطه ور (SAW): برای جوش های طولانی و مستقیم (به عنوان مثال ، روی تیرهای پل) کارآمد است اما برای جلوگیری از ورودی بیش از حد گرمای نیاز به کنترل دقیق ولتاژ و سرعت سفر دارد.
در همه موارد ، هدف این است که ضمن اطمینان از فیوژن کامل - تعادل که نیاز به تجربه و توجه به جزئیات دارد ، به حداقل برسد.
گواهینامه های مربوط به جوش HTLA
جوشگرانی که با HTLA Steel کار می کنند اغلب به دنبال گواهینامه هایی هستند که تخصص آنها را تأیید می کند. در حالی که خود HTLA صدور گواهینامه نیست ، صلاحیت هایی مانند مهر و موم قرمز (در کانادا) یا جوشکار معتبر AWS (در ایالات متحده) شامل آموزش در مورد جوشکاری بالا- کم کشش- استیل آلیاژ است. این برنامه ها شامل مدیریت ورودی گرما ، انتخاب فلز پرکننده و پیشگیری از نقص- مهارت های مهم برای برنامه های HTLA است.
کارفرمایان همچنین ممکن است برای پیروی از مشخصات خاص روش جوشکاری (WPS) برای پروژه های HTLA ، که پارامترهای دقیق (دمای گرمای گرم ، جریان ، سرعت سفر) را برای اطمینان از رعایت استانداردهای صنعت (به عنوان مثال ، API 5L برای خطوط لوله یا AWS D1.1 برای فولاد ساختاری) دنبال می کنند ، پیروی کنند.
پایان
در جوشکاری ، htla مخفف بالا - کششی پایین - آلیاژ - یک نوع فولادی است که برای استحکام ، دوام و تطبیق پذیری آن ارزش دارد. در حالی که خود یک فرآیند جوشکاری نیست ، فولاد HTLA شیوه های خاص جوشکاری را دیکته می کند: کنترل ورودی گرما ، استفاده از فلزات پرکننده سازگار ، جلوگیری از ترک خوردگی هیدروژن {4} ناشی از ترک خوردگی و پیروی از پروتکل های تمیز کننده دقیق. برای جوشکارها ، درک فولاد HTLA برای کار بر روی پروژه های ساختاری و صنعتی مدرن مهم است ، جایی که استفاده از آن همچنان در حال رشد است.
این که آیا ساخت یک جزء پل یا جوشکاری یک قاب کامیون ، تسلط بر جوش HTLA تضمین می کند که محصول نهایی قدرت طراحی شده فولاد را حفظ می کند - آن را به یک مهارت حیاتی در صنعت جوشکاری امروز تبدیل می کند.