Niklipõhise korrosioonikindla sulami keevitustehnoloogia uurimine
1. Sissejuhatus
Sulalaid, mille niklimassifraktsioon on üle 30%, nimetatakse üldiselt niklipõhisteks korrosioonikindlaks sulamiteks, mis on sarnased austeniitilise roostevabast terasega. Niklipõhiste korrosioonikindlate sulamite mikrostruktuur on ühefaasiline austeniit ja tahkes olekus puudub faasimuutus. Ettevanema materjali ja keevismetalli terasid ei saa kuumtöötlemisega täpsustada.
Sellel on ainulaadsed füüsikalised, keemilised ja korrosioonikindluse omadused. See suudab vastu seista erinevate söövitavate söödete vahemikus 200-1090 kraadi. Samal ajal on sellel ka head kõrge ja madala temperatuuriga mehaanilised omadused. Seda kasutatakse laialdaselt naftakeemilises, tuumaenergias, lennunduse ja muudes tööstusharudes.
Tavaliselt kasutatavad niklipõhised korrosioonikindlad sulamid võib jagada neljaks peamiseks seeriaks:
① NI-CU süsteem koosneb Ni ja Cu-st kui peamistest elementidest, mida nimetatakse Monel Alloyks, mida tähistavad 4000 seeria numbrit;
② NICRFE süsteem koosneb peamiselt Ni -st, CR on rohkem kui Fe, mida nimetatakse Inconeli sulamiks, mida esindab 6000 seeria numbrit;
③ Nikli-raua-kromiumi süsteem, Ni sisaldus on alla 50%, Fe on rohkem kui CR, mida nimetatakse incoloy sulamiks, mida esindab 8000 seeria numbrit;
④ ni mo või ni mo cr -süsteem nimetatakse Hastelloy sulamiks, peamise elemendina ja kõrge MO sisaldusega Ni.
2. Niklipõhiste sulamite keevitusprotsessi levinud probleemid
2.1 kuumad praod
Niklipõhiste sulamite keevitamisprotsessis on keevisõmblus kalduvus makro pragudele (tahkumispragudele) ja mikropragudele (polügonaalsed praod) või mõlemale.
Granulaarne vedelkile on peamine metallurgiline tegur, mis põhjustab niklipõhiste sulamite ühefaasiliste austeniitsete keevisõmbluste tahkestamispragusid. Niklipõhiste sulamite keevitamisel eraldavad sellised lisandid nagu S ja SI keevismetallis, moodustades madala sulamisega eutektilise (Ninis, 645 kraad).
Keevismetalli kristalliseerumise ajal jääb madala sulamisega eutektiline vedelkile terade piiripiirkonda. Niklipõhiste sulamite suure lineaarse laienemiskoefitsiendi tõttu tekib keevitamise ajal märkimisväärne tõmbepinge ja vedelkile on kalduvus kristalliseerumise ajal kokkutõmbumispinge toimel pragunemisele.
Niklipõhise sulami keevisõmbluse mikrostruktuur on ühefaasiline austeniit. Polügonaalsete terade piiride moodustumine ja areng puhta metalli ja ühefaasiliste sulam-keevisõmbluste vahel on polügonaalsete pragude genereerimise peamised põhjused niklipõhistes sulami keevisõmblustes.
Ühefaasilise austeniitide sulami keevismetalli võime parandamiseks lisatakse keevitusmaterjalile MO, W, W, MN, MN, TA, CR, NB ja muu tahke lahuse tugevdamise elemendid, mis võib tõhusalt pärssida kuumade pragude ja polügooniliste teraviljade moodustumist ja arengut Nickelil põhinevatel Alloy-keelides.
2.2 poorsus
Niklipõhiste sulamite sulamisvahemik on vahemikus 1287 kuni 1446 ja tahke-vedeliku temperatuuri erinevus on väga väike. Deponeeritud metall on viskoosne ja halvasti sujuvus. Kiire jahutamise ja kristallimise tingimustes pole gaasil aega põgeneda ja moodustab keevisõmbluses poorid.
2.3 Rööbas kaasamine
Puhta nikli ja niklisulamite oksiidid erinevad terasest. Näiteks puhta raua sulamistemperatuur on 1538 kraadi, FEO on 1420 kraadi ja Fe3O2 1565 kraadi. Seetõttu on terasest keevitamise ajal peaaegu sulanud oksiidid ja lähtemetall.
Nikli ja niklioksiidi sulamispunktides on siiski olulisi erinevusi, näiteks puhta nikli sulamistemperatuur on 1446 kraadi, samas kui NIO sulamistemperatuur on 2090 kraadi. On näha, et niklisulamite oksiidid säilitatakse keevitamise ajal tahkes vormis, mille tulemuseks on mittetäielik sulandumine ja katkendlikud oksiidi lisamised.
2.4 Alla lõik
Niklipõhiste sulamite keevismetalli halva voolavuse tõttu on vajalik läbitungimissügavus saavutada kerge kiikumise tehnika abil. Mõlema külje äärmisesse asendisse kiikudes, kui hoidmisaeg on liiga lühike ja sula keevisõmbluse metalli täitmiseks pole piisavalt aega, põhjustab see alarikkumist.
3. keevitusprotsessi võtmepunktid
3.1 Keevitusmeetodi valik
Niklipõhiste sulamite keevitamiseks on eelistatud pulgakaare keevitamine, gaasi volframi kaarekeevitus ja gaasmetalli kaarekeevitamine. Automaatne sukeldatud kaarekeevitamist saab kasutada ka paksude plaatide tagumiku keevitamiseks.
Paljud erinevad keevitusprotsessid sobivad erinevate materjalide ja rakenduste jaoks. Nende hulka kuulub:
Varjestatud metallkaarekeevitus (SMAW): tuntud ka kui kepi keevitamine, SMAW kasutab keevitusvooguga kaetud tarbitavat elektroodi.
Gaasimetalli kaarekeevitamine (GMAW\/MIG): see kasutab pidevat tahket traati, mida toidetakse läbi keevituspüstoli ja varjestusgaasi, et kaitsta keevisõmbluse basseini saastumise eest.
Gaasi volframi kaarekeevitamine (GTAW\/TIG): see protsess kasutab mittenõutavat volframielektroodi ja varjestusgaasi. Vajadusel saab täiteainemetalli eraldi toita.
Vooluga kaarekeevitamine (FCAW): sarnaselt MIG-keevitusega on traadi südamik täidetud vooga.
Sukeldatud kaarekeevitamine (SAW): see protsess hõlmab kaare moodustamist pidevalt söödetud keevitustaju ja tooriku vahel, sukeldades keevitusala vooki kihi alla.
