Funkcje obróbki cieplnej po spawaniu i środki ostrożności konstrukcyjne śrub konstrukcji stalowych

Podczas spawaniaśruby konstrukcji stalowejnierównomierne nagrzewanie i chłodzenie, w połączeniu z wewnętrznymi ograniczeniami konstrukcyjnymi i zewnętrznymi ograniczeniami montażowymi, spowodują szczątkowe naprężenia spawalnicze wewnątrz elementów po spawaniu. Naprężenia szczątkowe spawania zmniejszają rzeczywistą nośność złączy spawanych i powodują odkształcenia plastyczne. Nadmierne naprężenia szczątkowe mogą ponadto prowadzić do deformacji elementów, pęknięć, a nawet uszkodzeń konstrukcji, poważnie wpływając na bezpieczeństwo i stabilność konstrukcji stalowych.

1. Funkcje obróbki cieplnej polegającej na usuwaniu wodoru po spawaniu

Usuwanie wodoru po spawaniu jest procesem obróbki cieplnej w niskiej temperaturze, który należy przeprowadzić, zanim temperatura spoiny spadnie poniżej 100 stopni. Standardowe parametry procesu to temperatura ogrzewania od 200 do 350 stopni i czas przetrzymywania od 2 do 6 godzin. Proces ten przyspiesza ucieczkę wolnego wodoru ze spoiny i stref wpływu ciepła, skutecznie zapobiegając pęknięciom zimnym i opóźnionym w spoinach stali niskostopowych oraz znacznie poprawiając stabilność złączy spawanych.

2. Funkcje obróbki cieplnej odprężającej po spawaniu

Obróbka cieplna odprężająca zmniejsza granicę plastyczności stali w wysokiej temperaturze, aby uwolnić i ujednolicić resztkowe naprężenia spawalnicze, służąc jako niezbędny proces po spawaniu przy wytwarzaniu konstrukcji stalowych. Obejmuje głównie dwie metody: ogólne odpuszczanie w wysokiej temperaturze i lokalne odpuszczanie w wysokiej temperaturze.

Całkowite odpuszczanie w wysokiej temperaturze: Cały zespawany element umieszcza się w piecu grzewczym, podgrzewa stopniowo do określonej temperatury, utrzymuje stałą temperaturę, a następnie schładza w piecu lub w otaczającym powietrzu. Ta metoda może wyeliminować od 80% do 90% szczątkowych naprężeń spawalniczych, uzyskując doskonały efekt odprężenia.

Lokalne odpuszczanie w wysokiej temperaturze: Tylko spoina i przyległe obszary narażone na działanie ciepła są lokalnie podgrzewane, a następnie powoli chłodzone. Redukuje lokalne szczyty naprężeń i równoważy rozkład naprężeń, osiągając częściowe odprężenie. Metoda ta jest odpowiednia w przypadku wielkogabarytowych stalowych elementów konstrukcyjnych, których nie można umieścić integralnie w piecach grzewczych.

3. Poprawa wydajności złącza spawanego poprzez obróbkę cieplną

Po spawaniu niektórych stali stopowych w spoinach i strefach wpływu ciepła łatwo tworzą się zahartowane mikrostruktury, co powoduje zmniejszenie plastyczności, wytrzymałości i pogorszenia właściwości mechanicznych złączy. Ponadto połączony efekt naprężeń szczątkowych i kruchości wodorowej może powodować poważne uszkodzenia hartowanych połączeń spawanych. Standaryzowana obróbka cieplna po spawaniu optymalizuje strukturę metalograficzną i udoskonala ziarno spoin, znacznie poprawiając plastyczność, wytrzymałość i kompleksowe właściwości mechaniczne złączy spawanych oraz zapewniając wytrzymałość połączenia i długoterminową stabilność użytkowania konstrukcji stalowych.

4. Klasyfikacja śrub konstrukcyjnych o dużej wytrzymałości

Śruby konstrukcyjne ze stali o wysokiej wytrzymałości dzielą się głównie na dwie kategorie: duże śruby sześciokątne o wysokiej wytrzymałości i śruby o dużej wytrzymałości ze skrętem ścinającym. Duże śruby sześciokątne o dużej wytrzymałości są konwencjonalnymi gwintowanymi elementami złącznymi o dużej wytrzymałości. Śruby o dużej wytrzymałości na skręcanie ścinane są zoptymalizowane i ulepszone w oparciu o duże śruby sześciokątne, charakteryzujące się lepszą możliwością dostosowania konstrukcji, dokładną kontrolą napięcia wstępnego i zminimalizowanymi błędami ręcznej konstrukcji.

5. Specyfikacje konstrukcyjne i środki ostrożności dotyczące śrub do konstrukcji stalowych

Dokręcanie śrub konstrukcji stalowej o wysokiej wytrzymałości musi odbywać się zgodnie ze standardową dwuetapową procedurą dokręcania wstępnego i dokręcania końcowego. Jednoetapowe pełne dokręcenie jest surowo zabronione. Wstępne dokręcenie można wykonać za pomocą udarowych kluczy elektrycznych lub elektrycznych kluczy dynamometrycznych z regulacją, aby wyeliminować szczeliny między płytkami łączącymi i równomiernie rozłożyć napięcie wstępne.

Do ostatecznego dokręcenia należy zastosować specjalistyczne narzędzia w zależności od rodzaju śrub: śruby o wysokiej wytrzymałości ze skrętem ścinanym należy dokręcać dedykowanymi kluczami elektrycznymi ze skrętem ścinanym, przy czym standardem kwalifikowanego dokręcania jest łamanie ogona; duże śruby sześciokątne o dużej wytrzymałości należy dokręcić elektrycznymi kluczami dynamometrycznymi, ściśle zgodnie z projektową wartością momentu obrotowego.

Pod względem składu strukturalnego: kompletny zestaw dużyśruba sześciokątna o wysokiej wytrzymałości zespół składa się z jednej śruby, jednej nakrętki i dwóch podkładek; zespół śruby o dużej wytrzymałości na skręcanie ścinające składa się z jednej śruby, jednej nakrętki i jednej podkładki. Podczas instalacji należy używać oryginalnych pasujących akcesoriów, a łączny montaż różnych akcesoriów jest zabroniony.