Способы нагрева и оборудование для термообработки

Применяются три основных способа нагрева:

1. Конвективный, когда передача теплоты от источ­ника производится через теплоноситель (напри­мер, воздух, природный газ С ₂ Н ₂). Такой нагрев производится в печах различных конструкций и размеров или в монтажных условиях с помощью специальных газовых горелок. Достоинства такого способа: маневренность, относительная про­стота устройств и дешевизна способа. Недостатки способа: значительный перепад температур по тол­щине, окисление поверхности, трудности автома­тизации процесса в монтажных условиях (особен­но для сварных соединений).

2. Электрический, когда передача теплоты, генери­руемой в нагревательном элементе, производится путем его непосредственного контактирования с поверхностью обрабатываемого изделия. Достоин­ства способа: малый расход энергии, возможность установки нагревательных элементов в труднодо­ступных местах изделий и дистанционного управ­ления термическим циклом термообработки, ис­пользование группового метода нагрева и т. д. Недостатки: неравномерный нагрев по толщине изделия, сложности в закреплении нагревательных элементов и обеспечение их контакта с поверхно­стью изделия.

3. Индукционный, когда тепло генерируется в самом изделии за счет переменного электромагнитного поля, наводимого индуктором. Достоинства: равно­мерный прогрев по толщине, простота управления термическим циклом, автоматизация процесса, воз­можность групповой обработки. Недостатки: сложность и трудоемкость изготовления индукто­ров пространственной различной формы, громоз­дкое и энергоемкое оборудование, затрудненность текущего контроля над температурой.

При всех способах нагрева существенное влияние на качество обрабатываемых изделий оказывают режимы. Известны некоторые методы расчетов параметров режи­ма ТО, но практически в зависимости от размеров, фор­мы соединений, материала и целей обработки они уста­навливаются нормативно-технической документацией, обобщающей практический опыт предприятий и целых отраслей машиностроения. Отклонения от рекомендо­ванных режимов снижают эффективность термообработ­ки и часто вызывают дефекты, устранение которых требу­ет значительных затрат. Например, высокая против рекомендованной скорость нагрева в диапазоне 20...300 °С приводит к появлению значительных температурных напряжений по толщине и может вызвать в околошов­ной зоне сварных соединений появление трещин. В то же время низкая скорость нагрева при температурах выше Т = 550 °С также может вызывать трещины в око­лошовной зоне низколегированных сталей из-за роста зерна. Сокращение времени выдержки, например, при отпуске не позволяет максимально снизить величину остаточных сварочных напряжений, а увеличение спо­собствует разупрочнению металла.

Можно привести ряд других последствий нарушения режимов ТО, но остается непреложным точное соблю­дение параметров режима термообработки как основы качества этого процесса. Из этого следует необходи­мость в высокоточной и надежной регистрирующей ап­паратуре при проведении термообработки сварных со­единений.

Итак, термическая обработка сварных соединений влияет на:

• изменение фазового состояния, макро- и микро­структуры отдельных участков и всего сварного со­единения;

• повышение прочности и вязкости материала, из которого выполнено сварное соединение;

• снижение уровня остаточных напряжений.

Дата добавления: 2015-07-15