Исследование сварки сплава с сплавами на основе никеля
1. Введение
Сплавы с массовой фракцией никеля более 30% обычно называют никелевыми коррозионными сплавами, которые похожи на аустенитную нержавеющую сталь. Микроструктура на основе никелевых коррозионных сплавов представляет собой однофазный аустенит, и в твердом состоянии нет изменений фазы. Зерна родительского материала и металла сварного шва не может быть утончено с помощью термообработки.
Он обладает уникальными физическими, химическими и коррозионными свойствами. Он может сопротивляться коррозии из различных коррозийных среда в диапазоне 200-1090 степени. В то же время он также обладает хорошими и низкими температурными механическими свойствами. Он широко используется в нефтехимической, ядерной энергии, аэрокосмической и других отраслях.
Обычно используемые сплавы на основе никеля могут быть разделены на четыре основных серии:
① Система Ni-Cu состоит из Ni и Cu в качестве основных элементов, называемых Monel Alloy, представленным чисел 4000 серий;
② Система NICRFE в основном состоит из Ni, CR больше, чем Fe, называемый INNSEL Alloy, представленным 6000 серийных номеров;
③ Система никель-ирон-хромий, содержание Ni составляет менее 50%, Fe больше, чем Cr, называемый сплав Incoloy, представленным чисел 8000 серий;
④ Ni Mo Mo или Ni Mo CR Система называется сплавом Hastelloy, с Ni в качестве основного элемента и высокого содержания MO.
2. Общие проблемы в процессе сварки сплавов на основе никеля
2.1 Горячие трещины
В процессе сварки сплавов на основе никеля сварки склонны к макро-трещинах (затвердевательные трещины) и микро-трещины (полигональные трещины) или обоих.
Межгранулярная жидкая пленка является основным металлургическим фактором, вызывающим затвердевающие трещины в однофазных аустенитных сварных швах с сплавами на основе никеля. При сварке сплавов на основе никеля, такие примеси, как S и SI, разделяют в металле сварки, образуя низкометочную эвтектику (NINIS, 645 градусов).
Во время кристаллизации металла сварного шва низкая эвтектическая жидкая пленка остается в области зерна. Из-за большого линейного коэффициента расширения сплавов на основе никеля, во время сварки генерируется значительное растягивающее напряжение, а жидкая пленка подвержена растрескиванию при действии напряжения усадки во время кристаллизации.
Микроструктура сплавного сплава на основе никеля представляет собой однофазный аустенит. Образование и развитие полигональных границ зерна между чистыми металлами и однофазными сплавами сплава являются основными причинами генерации полигональных трещин в сплавах на основе никеля.
Чтобы улучшить способность однофазного сплавного сплавов сплавов сплава с сплава с сплавами для противостояния термическому растрескиванию, в сварку, MO, W, MN, TA, CR, NB и другие элементы укрепления твердого раствора, которые могут эффективно ингибировать образование и развитие горячих трещин и границ полигональных зерновых зерен в сварках из сдвига на основе никеля.
2.2 Пористость
Диапазон плавления сплавов на основе никеля составляет от 1287 до 1446 градусов, а разница температуры твердого жира очень мала. Нанесенный металл вязкий и имеет плохую плавность. В условиях быстрого охлаждения и кристаллизации газ не имеет времени сбежать и образует поры в сварке.
2.3 включение шлака
Оксиды чистых никелевых и никелевых сплавов отличаются от стали. Например, температура плавления чистого железа составляет 1538 градусов, FEO составляет 1420 градусов, а FE3O2 - 1565 градусов. Следовательно, во время стальной сварки оксиды и родительский металл почти растоплены.
Тем не менее, существуют значительные различия в точках плавления никелевого оксида и никеля, таких как температура плавления чистого никеля, составляет 1446 градусов, в то время как температура плавления NIO составляет 2090 градусов. Можно видеть, что оксиды никелевых сплавов сохраняются в твердой форме во время сварки, что приводит к неполным слиянию и прерывистым оксидным включениям.
2.4 Подкорот
Из-за плохой текучести металла сплава с сплавами на основе никеля необходимая глубина проникновения может быть достигнута с помощью небольшой техники качания. Однако при переходе до крайнего положения каждой стороны, если время удержания слишком короткое, и не хватает времени, чтобы заполнить металл расплавленного сварного шва, это вызовет подрезку.
3. Ключевые моменты процесса сварки
3.1 Выбор метода сварки
Для сварки сплавов на основе никеля, предпочтительны сварки дуговой дуги, газовой вольфрамовой дуговой сварки и газовой металлической сварки. Автоматическая погруженная дуговая сварка также может использоваться для сварки толстых пластин.
Многие различные процессы сварки подходят для различных материалов и применений. К ним относятся:
Экранированная металлическая дуговая сварка (SMAW): также известная как сварка палки, Smaw использует расходной электрод, покрытый потоком для сварки.
Сварка газовой металлической дуги (GMAW\/MIG): он использует непрерывную твердую проволоку, питаемую через сварочный пистолет и защитный газ для защиты бассейна сварного шва от загрязнения.
Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW\/TIG): в этом процессе используется несвятный электрод вольфрамового вольфрама и экранирующий газ. При необходимости металл наполнителя можно питать отдельно.
Сварка дуговой сварки с потоком (FCAW): аналогично сварке MIG, ядро провода заполнена потоком.
Погруженная дуговая сварка (SAW): Этот процесс включает в себя формирование дуги между непрерывно питаемой сварочной проволокой и заготовкой, погружая площадь сварки под слоем потока.
