پنج مزیت اصلی عملیات حرارتی پس از جوشکاری

عملیات حرارتی پس از جوشکاری (Post Weld Heat Treatment [PWHT])، نوعی عملیات حرارتی است که پس از جوشکاری بر اتصال حاصله اعمال می گردد. این روش اغلب جهت ایجاد خواص مکانیکی مطلوب در مجموعه جوشکاری شده به کار می رود. برای این کار مجموعه جوشکاری شده (Weldment) را تا دمایی که منجر به تغییر فاز مواد تشکیل دهنده آن نشود، حرارت داده و سپس به آرامی سرد می کنند

عملیات حرارتی پس از جوشکاری اغلب با اهداف ذیل صورت می گیرد:
•    آزاد کردن تنش های پسماند حاصل از جوشکاری
•    کاهش میزان سختی و عیوب حاصل از آن
•    پایداری ابعادی

در انتخاب پارامترهای مورد نیاز جهت انجام عملیات حرارتی پس از جوشکاری، توجه فراوانی مورد نیاز است، زیرا تنظیم غلط آنها می تواند به رخداد یک یا چند مشکل ذیل منجر گردد:
•    تغییر فاز
•    افزایش سختی
•    کاهش استحکام

در ادامه مزایای اصلی عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) که آن را به فرایندی منحصر به فرد در صنعت جوشکاری تبدیل نموده است، پرداخته می شود

1. نرم کردن

جوشکاری در بسیاری از موارد می تواند به ازدیاد میزان سختی در فلز جوش و یا منطقه متاثر از حرارت (HAZ) منجر شود. عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) روشی پرکاربرد جهت نرم کردن این مناطق بوده و توسط صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد

2. تنش زدایی

چرخه دمایی (Thermal Cycle) حاصل از فرایند جوشکاری موجب انبساط و انقباض در مناطق مختلف اتصال شده که این امر به پیدایش تنش های پسماند ناخواسته منجر می شود. عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) یکی از روش های کاهش سطح تنش های پسماند است

در این روش ماده تا ذیل خط پایینی دمای بحرانی (Lower Critical Temperature Line)، جایی که تغییر فاز رخ نمی دهد، به شکل یکنواخت حرارت داده شده و سپس به آرامی و در کوره خنک می شود. درجه حرارت بخش های مختلف مجموعه، اغلب توسط ترموکوپل هایی اندازه گیری شده و با تجمیع گزارشات مربوطه در اتاق کنترل، امکان پایش (Monitoring) فرایند و در صورت لزوم اصلاح آن فراهم می شود

لازم به ذکر است که عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) برای برخی از مواد از جمله فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا (HSLA) توصیه نمی شود که دلیل آن تاثیر مخرب این چرخه حرارتی بر خواص منطقه متاثر از حرارت (HAZ) است. برای این دست مواد و در برخی موارد، می توان از عملیات مکانیکی به عنوان جایگزین استفاده نمود

3. ممانعت از ترک خوردگی ناشی از تنش (Stress Corrosion Cracking [SCC])

ترک خوردگی حاصل از تنش چیست؟ به شکل ساد، تشدید حضور ترک ها در ماده به دلیل اعمال تنش یا بار خارجی، ترک خوردگی حاصل از تنش گفته می شود. یکی از مزیت های عملیات حرارتی پس از جوشکاری، ممانعت از ایجاد ترک خوردگی حاصل از تنش است

4. سهولت ماشین کاری

همانطوری که پیشتر گفته شد، عملیات حرارتی پس از جوشکاری موجب کاهش سختی مواد تشکیل دهنده اتصال می گردد. نرم شدن اجزای اتصال جوشی موجب سهولت براده برداری، ماشین کاری و سایر عملیات سطحی آن شده که این امر رساندن مجموعه جوشکاری شده به شرایط ابعادی مورد نیاز را تسهیل می نماید

5. ممانعت از شکست ترد

وظیفه اصلی عملیات حرارتی پس از جوشکاری بهبود خواص مکانیکی مجموعه جوشکاری شده و مناسب نمودن آن برای شرایط خدماتی مورد نظر است. همانطوری که پیشتر گفته شد، عملیات حرارتی پس از جوشکاری باعث کاهش سطح تنش های پسماند، سختی ماده و فراهم آوردن انعطاف پذیری (Ductility) مورد نیاز در مجموعه جوشکاری شده می گردد، که این امر بهبود استحکام، مقاومت به شکست ترد و افزایش طول عمر (Lifespan) ماده برای شرایط کاری مورد نظر را به دنبال دارد