Mi a probléma a nikkel hegesztésével?

A nikkel és ötvözetei széles körben használják a különféle iparágakban, például a repülőgépiparban, a kémiai feldolgozásban és az energiatermelésben, kiváló korrózióállóságuk, magas - hőmérsékleti szilárdságuk és jó rugalmasságuk miatt. A hegesztő nikkel azonban messze nem egyértelmű feladat. A hegesztési folyamat során gyakran felmerül a probléma, amelyek szorosan kapcsolódnak a nikkel egyedi fizikai és kémiai tulajdonságaihoz. Ezeknek a problémáknak a megértése elengedhetetlen a nikkelhegesztések minőségének és megbízhatóságának biztosításához.
Magas érzékenység a forró repedésre
A nikkelhegesztés egyik legszembetűnőbb problémája a forró repedés magas kockázata. A hegesztési fém megszilárdulásának végső szakaszaiban forró repedés, más néven megszilárdulási repedés. A nikkel viszonylag széles megszilárdulási hőmérsékleti tartományt tartalmaz. Ebben az időszakban az alacsony - olvadás - pont eutektikát a hegesztési fémben a fém zsugorodásakor a gabonahatárokba szorítunk. Ha a hegesztést ebben az időben húzófeszültségnek vetik alá, akkor a repedések könnyen kialakulnak a gabonahatárok mentén.
A nikkel -ötvözetek, különösen azok, amelyek olyan elemeket tartalmaznak, mint a kén, a foszfor, az ólom és az ón, hajlamosabbak a forró repedésre. Ezek az elemek hajlamosak a szemcsés határokon elkülönülni, alacsony - olvadást képezve - pontfázisok, amelyek tovább csökkentik a gabonahatárok szilárdságát a megszilárdulás során. Ezenkívül a nem megfelelő hegesztési paraméterek, például a túlzott hőbemenet, szintén növelhetik a forró repedés kockázatát. A túl sok hő kibővíti a hegesztési fém megszilárdulási hőmérsékleti tartományát, és súlyosbítja a szennyeződés elemek szegregációját.
Érzékenység a gázporozitásra
A gázporozitás egy másik általános probléma a nikkelhegesztésben. A porozitás a - kitöltött üregek jelenlétére utal a hegesztési fémben, ami csökkentheti a hegesztés szilárdságát, sűrűségét és korrózióállóságát. A nikkel erős képessége van arra, hogy magas hőmérsékleten abszorbeálja a gázokat, például hidrogént, oxigént és nitrogént. Amikor a hegesztési fém lehűl és gyorsan megszilárdul, ezek a gázok nem tudnak időben elmenekülni, és csapdába esnek a hegesztésben, és porozitást képeznek.
A hidrogén porozitása különösen zavaró. A hidrogén különféle forrásokból származhat, például a hegesztési légkörben lévő nedvességből, az olajból és a zsírból a bázisfém vagy a töltőfém felületén, valamint a nedves fluxus. Az oxigén reagálhat nikkeldel, hogy nikkel -oxidokat képezzen, és ha ezeket az oxidokat nem távolítják el megfelelően, akkor a porozitás kialakulásához is vezethetnek. A nitrogén, bár a nikkelben kevésbé oldódik, mint más fémekben, mégis porozitást okozhat, ha a hegesztőgáz árnyékoló hatása gyenge.
Nehéz a hegesztési fém összetétel ellenőrzésének nehézsége
A hegesztési fém kívánt összetételének fenntartása a nikkelhegesztésben nagy kihívás. A nikkel -ötvözeteket gyakran úgy tervezték, hogy bizonyos kémiai összetételekkel rendelkezzenek bizonyos tulajdonságok elérése érdekében. Például egyes nikkel -ötvözetek krómot tartalmaznak a korrózióállóság javítása érdekében, mások molibdénet tartalmaznak, hogy javítsák a magas - hőmérsékleti szilárdságot. A hegesztés során az alapfém és a töltőfém ötvöző elemei elveszhetnek vagy szennyeződhetnek, ami a hegesztési fém összetételének megváltozását eredményezheti.
Az oxidáció fontos tényező, amely az ötvöző elemek elvesztéséhez vezet. A nikkel és ötvöző elemei (például króm és alumínium) könnyen oxidálódnak nagy hegesztési hőmérsékleten. Az oxidáció után ezek az elemek oxidokat képeznek, amelyek nem tudnak részt venni a kívánt ötvözet szerkezetének kialakulásában, ezáltal csökkentve a hegesztés teljesítményét. Ezenkívül, ha a töltőfém nem kompatibilis az alapfémmel, vagy ha a hegesztési eljárást nem megfelelően szabályozzák, akkor az ötvöző elemek hígításához vezethet, így a hegesztési fém összetétel eltér a tervezési követelményektől.
Post - hegesztési öblítés
A POST - hegesztési öblítés előfordulhat egyes nikkel -ötvözeteknél, ami jelentősen csökkenti a hegesztés és a hő és a hő- érintett zóna (HAZ) szilárdságát. Ez a probléma gyakran kapcsolódik az intermetall fázisok kicsapódásához vagy az elemek szegregációjához a hegesztés utáni hűtés során. Például a nikkel - alumíniumötvözetek egy bizonyos sebességgel kicsaphatják a törékeny nikkel -aluminid fázisokat, és az anyag törékenyé válik.
Ezenkívül néhány nikkel -ötvözet érzékeny a termikus öregedésre. A hegesztés után, ha a hegesztés hosszú ideig egy bizonyos hőmérsékleti tartománynak van kitéve, akkor mikroszerkezeti változásokon ment keresztül, például a szemek növekedése vagy a káros fázisok képződése, ami szintén elpusztulást eredményez. Ez komoly probléma a magas - hőmérsékleti szolgáltatási környezetben, mivel az ölelésű hegesztések hirtelen terhelés alatt kudarcot vallhatnak.
Kihívások a vastag szakaszok hegesztésében
A vastag nikkel -szekciók hegesztése saját problémáit hozza létre. A nikkel magas hővezető képessége miatt nehéz elérni a vastag szakaszokban elegendő behatolást anélkül, hogy magas hőmérsékletet használna. Mint azonban korábban említettük, a magas hőbemenet növelheti a forró repedés és a gabona növekedésének kockázatát. A HAZ gabona növekedése csökkentheti az anyag szilárdságát, így hajlamosabbá válik a repedésre.
Ezenkívül a vastag nikkel szakaszok hegesztése gyakran több - hegesztést igényel. Minden hegesztési bérlet melegíti az előző hegesztést és a HAZ -t, ami ismételt termikus kerékpározást okozhat. Ez az ismételt fűtés mikroszerkezeti változásokhoz vezethet, például a káros fázisok csapadékához, és növeli a hegesztés maradék feszültségét is. A maradék stressz tovább súlyosbíthatja a forró repedés problémáját, és csökkentheti a hegesztés fáradtságát.
Következtetés
A hegesztő nikkel olyan összetett feladat, amelyet olyan problémák sújtanak, mint a forró repedés, a gázporozitás, a hegesztési fém összetételének szabályozásának nehézsége, a - hegesztési ág és a vastag szakaszok hegesztési kihívásai. Ezek a problémák a nikkel és ötvözetek egyedi tulajdonságaiban gyökerezik, valamint a hegesztési folyamatok és a paraméterek hatása. E problémák kezelése érdekében ki kell választani a megfelelő hegesztési módszereket (például a gáz volfrám ív hegesztését vagy az árnyékolt fém ív hegesztést), magas - minőségi töltőfémeket és árnyékoló gázokat kell használni, szigorúan szabályozza az alapfém és a hegesztési környezet tisztaságát, valamint a hegesztési paraméterek optimalizálását. Csak a célzott intézkedések megtételével garantálható a nikkelhegesztési minőség, és a nikkel és ötvözetei kiváló teljesítménye teljes mértékben felhasználható a gyakorlati alkalmazásokban.