Wat is de door lashitte beïnvloede zone?

De door hitte beïnvloede zone lassen is het gebied waar het massieve basismetaal aan beide zijden van de las duidelijke veranderingen in structuur en eigenschappen ondergaat onder invloed van de laswarmtecyclus, die de door laswarmte beïnvloede zone wordt genoemd.Een lasverbinding is een lasproces dat uit drie delen bestaat: de lasnaad, de smeltzone en de hittebeïnvloede zone.

1.Definitie

Onder invloed van een warmtebron met hoge temperatuur tijdens het smeltlassen wordt het gebied waar de structuur en eigenschappen veranderen binnen een bepaald bereik nabij beide zijden van de las de 'Heat Infect Zone' of de 'Near Weld Zone' genoemd. ' (In de buurt van de laszone).).De lasverbinding bestaat hoofdzakelijk uit twee delen, de lasnaad en de hete schaduwzone, met daartussen een overgangszone, die de smeltzone wordt genoemd.Om de kwaliteit van lasverbindingen te garanderen, is het daarom noodzakelijk om de structuur en eigenschappen van de las en de door hitte beïnvloede zone tegelijkertijd aan de eisen te laten voldoen.Met het voortdurende gebruik van verschillende soorten staal met hoge sterkte, roestvrij staal, hittebestendig staal en enkele speciale materialen bij de productie, worden de problemen die bestaan ​​in de hitte-beïnvloede laszone ingewikkelder en zijn ze het zwakke gebied van lasverbindingen geworden.Daarom hebben onderzoekers in veel landen veel aandacht besteed aan de door de laswarmte beïnvloede zone.

De omvang van de HAZ varieert afhankelijk van de warmte-inbreng van het lasproces, de thermische geleidbaarheid van het materiaal en de afkoelsnelheid.Een hogere warmte-inbreng of lagere koelsnelheden resulteren doorgaans in een grotere HAZ.

2. Weefseldistributie

Volgens de warmtebehandelingseigenschappen van het staal is het te lassen staal verdeeld in twee categorieën: de ene is het staal met een kleine neiging tot afschrikken, zoals staal met een laag koolstofgehalte en een beetje laaggelegeerd staal, dat hardafschrikstaal wordt genoemd;de andere is de neiging tot verharding.Grotere staalsoorten, zoals staal met middelmatig koolstofgehalte, afgeschrikt en getemperd gelegeerd staal met laag en middelmatig koolstofgehalte, enz., worden gemakkelijk afgeschrikt staal genoemd.Vanwege de verschillende neiging tot afschrikken is de structuur van de laswarmte-beïnvloede zone van de twee staalsoorten ook verschillend.

3. Prestaties

De microstructuurverdeling van de door laswarmte beïnvloede zone is niet-uniform, en dus zijn de prestaties ook niet-uniform.De door laswarmte beïnvloede zone verschilt van de lasnaad en de lasnaad kan aan de prestatie-eisen voldoen door de chemische samenstelling aan te passen en het juiste lasproces aan te passen.De prestaties van de door hitte beïnvloede zone kunnen qua samenstelling niet worden aangepast, en het is een niet-uniformiteitsprobleem dat optreedt onder invloed van thermische lascycli.Voor algemene gelaste constructies wordt voornamelijk rekening gehouden met de verharding, verbrossing, verharding en verzachting van de door hitte beïnvloede zone, evenals uitgebreide mechanische eigenschappen, corrosieweerstand en vermoeiingseigenschappen, die worden bepaald op basis van de specifieke gebruikseisen van de gelaste constructie.

Verharding

De hardheid van de door laswarmte beïnvloede zone hangt voornamelijk af van de chemische samenstelling en koelomstandigheden van het te lassen staal, en de essentie ervan is om de prestaties van verschillende metallografische structuren te weerspiegelen.Omdat de hardheidstest handiger is, wordt de hoogste hardheid HMAX van de door hitte beïnvloede zone vaak gebruikt om de prestaties van de door hitte beïnvloede zone te beoordelen, wat indirect de taaiheid, brosheid en scheurweerstand van de door hitte beïnvloede zone kan voorspellen.In het project is de HMAX van de door hitte beïnvloede zone gebruikt als een belangrijke index voor het evalueren van de lasbaarheid.Er moet op worden gewezen dat zelfs dezelfde structuur een verschillende hardheid heeft, die verband houdt met het koolstofgehalte van het staal en de samenstelling van de legering.De hardheid van martensiet met een hoog koolstofgehalte kan bijvoorbeeld 600 HV bereiken, terwijl de hardheid van martensiet met een laag koolstofgehalte slechts 350-390 HV bedraagt.

Verbrossing

Het bros worden van de gelaste, door hitte beïnvloede zone is vaak de hoofdoorzaak van scheuren en bros falen van lasverbindingen.Broosheid en taaiheid meten het vermogen van een materiaal om weerstand te bieden aan breuk onder impactbelastingen, en zijn een uitgebreide weerspiegeling van de materiaalsterkte en plasticiteit.Hoe hoger de brosheid van het materiaal, hoe lager de taaiheid van het materiaal en hoe slechter het vermogen om schokbelastingen te weerstaan.Omdat de microstructuurverdeling op de door hitte beïnvloede zone niet uniform is, en zelfs in sommige delen, de sterkte veel lager is dan die van het basismetaal, dat wil zeggen, treedt er ernstige verbrossing op, zodat de door lassen beïnvloede zone zwak wordt. punt van het hele gewricht.deel.Daarom wordt de brosheid van de door laswarmte beïnvloede zone bestudeerd, en het brosheidsfenomeen heeft voornamelijk betrekking op de brosheidsmechanismen zoals brosheid van grove korrels, brosheid van de microstructuur en brosheid door thermische spanningsveroudering, om de taaiheid ervan te verbeteren en de mechanische eigenschappen te verbeteren. het gehele gewricht.

Gehard

De door de laswarmte beïnvloede zone, vooral de smeltzone en de grofkorrelige zone, zijn de zwakke delen van de gehele lasverbinding.Daarom moeten maatregelen worden genomen om de taaiheid van de door de laswarmte beïnvloede zone te verbeteren.De taaiheid van de door de hitte beïnvloede laszone kan echter niet worden aangepast en verbeterd door het toevoegen van sporenlegeringselementen zoals de las.Het is inherent aan het materiaal zelf, dus het kan alleen binnen een bepaald bereik worden verbeterd door de taaiheid van het materiaal zelf en enkele technologische maatregelen te verbeteren.binnen verbeterd worden.Volgens het onderzoek kan het harden van de door de laswarmte beïnvloede zone de volgende twee maatregelen nemen.

Verzachten

Metalen of legeringen die zijn versterkt door koudvervormen of warmtebehandeling hebben over het algemeen een verschillende mate van sterkteverlies in de door hitte beïnvloede laszone.Verzachting of krachtverlies in de door hitte beïnvloede zone.Het zacht worden van door koud vervormen versterkte metalen of legeringen wordt veroorzaakt door herkristallisatie.Het verweken of krachtverlies in de door hitte beïnvloede zone heeft relatief weinig effect op de mechanische eigenschappen van lasverbindingen, maar is niet eenvoudig te controleren.

4. Effecten op materiaaleigenschappen

●Sterkte en hardheid: De HAZ kan verschillende hardheids- en sterkteniveaus hebben in vergelijking met het basismetaal.Doorgaans ervaren gebieden dichter bij de las hogere temperaturen en kunnen ze harder en brosser worden, vooral bij staalsoorten met een hoog koolstofgehalte.

●Taaiheid: De taaiheid van de HAZ kan worden verminderd door de vorming van hardere en brossere microstructuren.Dit is vooral van cruciaal belang in toepassingen waar slagvastheid belangrijk is.

●Corrosiebestendigheid: In sommige materialen, zoals bepaalde roestvaste staalsoorten, kan de hitte veranderingen veroorzaken die de corrosiebestendigheid beïnvloeden, zoals het neerslaan van carbiden op de korrelgrenzen.

5. Belang en controle

Structurele integriteit:

Het begrijpen en beheersen van de HAZ is cruciaal voor het waarborgen van de structurele integriteit van gelaste componenten, vooral in kritische toepassingen zoals in de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector en de bouwtechniek.

Lasparameter optimalisereners:

① Warmte-inbreng: het verlagen van de warmte-inbreng door het aanpassen van de spanning, stroom en lassnelheid kan de omvang van de HAZ helpen verminderen.Een lagere warmte-inbreng resulteert in snellere koelsnelheden en minder tijd voor nadelige microstructurele veranderingen.

②Interpasstemperatuur: Het regelen van de interpasstemperatuur (de temperatuur tussen elke laspassage) kan de microstructuur van de HAZ beïnvloeden, waardoor eigenschappen zoals taaiheid worden verbeterd.

Voorverwarmen en warmtebehandeling na het lassen (PWHT):

①Voorverwarmen: Het toepassen van warmte op het materiaal voorafgaand aan het lassen kan de afkoelsnelheid verminderen, waardoor het risico op de vorming van ongewenste microstructuren zoals martensiet in staal wordt geminimaliseerd.Het helpt ook bij het verminderen van restspanningen.

②PWHT: Het toepassen van warmte na het lassen kan helpen bij het temperen van harde microstructuren die in de HAZ zijn gevormd, waardoor de taaiheid wordt verbeterd en restspanningen worden verminderd.