Beth yw'r aloi anoddaf i'w weldio?

Mae weldio yn broses gymhleth sy'n cynnwys toddi a asio deunyddiau, ac mae anhawster weldio yn amrywio'n fawr ymhlith gwahanol aloion. Er y gellir weldio llawer o aloion cyffredin (fel dur aloi isel ac alwminiwm) gyda dulliau safonol, mae'n hynod o anodd weld rhai aloion oherwydd eu cyfansoddiad cemegol, priodweddau ffisegol, neu sensitifrwydd i gynhesu. Wrth werthuso "yr aloi anoddaf i weldio," cynheswch - superalloys gwrthsefyll - yn enwedig nicel - superalloys wedi'u seilio ar inconel 718, Hastelloy X, a waspaloy - yn sefyll allan.
Mae'r anhawster o weldio y superalloys hyn yn deillio o gyfuniad o briodweddau cynhenid ​​a sensitifrwydd strwythurol, sy'n creu rhwystrau lluosog yn ystod y broses weldio.
Yn gyntaf, mae eu cyfansoddiad cemegol yn gymhleth iawn. Cynheswch - Mae superalloys gwrthsefyll yn cynnwys lefelau uchel o elfennau aloi fel nicel (elfen sylfaen), cromiwm (ar gyfer ymwrthedd ocsidiad), cobalt (ar gyfer cryfder tymheredd uchel -), a metelau anhydrin fel molybdenwm, twngsten, neu niobiwm (i wella (i wella (i wella (i wella (i niobiwm). Mae'r elfennau hyn yn gwella perfformiad tymheredd uchel - ond yn gwneud yr aloion yn dueddol o wahanu wrth weldio. Mae gwahanu yn digwydd pan fydd elfennau aloi yn canolbwyntio'n anwastad yn y pwll weldio, gan arwain at ffurfio cyfnodau rhyngmetallig brau (ee, cyfnodau Laves yn Inconel 718). Mae'r cyfnodau hyn yn gwanhau'r cymal weldio ac yn cynyddu'r risg o gracio dan straen.
Yn ail, maent yn hynod sensitif i fewnbwn gwres. Yn wahanol i ddur aloi isel neu alwminiwm, a all oddef amrywiadau gwres cymedrol, cynheswch superalloys gwrthsefyll - yn adweithio'n wael i wres gormodol a annigonol. Mae gwres gormodol yn achosi tyfiant grawn yn y parth gwres - yr effeithir arno (HAZ), gan leihau caledwch a chreu "parth meddal" sy'n methu o dan lwythi tymheredd - uchel. Ar y llaw arall, mae gwres annigonol yn arwain at ymasiad anghyflawn, gan adael bylchau neu wagleoedd yn y weld. Yn ogystal, mae angen ffynonellau gwres dwys ar bwynt toddi uchel yr aloion hyn (yn aml yn uwch na 1,200 gradd), sy'n cynyddu'r risg o ystumio a chracio thermol.
Her hanfodol arall yw eu tueddiad i gracio poeth. Mae cracio poeth yn digwydd yn y pwll weldio fel y mae'n solidoli, wedi'i yrru gan wahanu - toddi - elfennau pwynt (fel sylffwr, ffosfforws, neu silicon) ar ffiniau grawn. Cynheswch - Mae superalloys gwrthsefyll yn arbennig o dueddol o hyn oherwydd bod eu cyfansoddiad aloi cymhleth yn creu mwy o gyfleoedd ar gyfer gwahanu o'r fath. Er enghraifft, mae Inconel 718 yn cynnwys niobium, a all ffurfio rhyngmetallics brau sy'n canolbwyntio ar ffiniau grawn, gan wneud y Weld yn agored i gracio wrth iddo oeri.
Mae ocsidiad hefyd yn fater arwyddocaol. Mae'r aloion hyn wedi'u cynllunio i wrthsefyll ocsidiad ar dymheredd uchel, ond yn ystod y weldio, gall yr haen ocsid amddiffynnol (a ffurfiwyd gan gromiwm neu alwminiwm) chwalu, gan ddatgelu'r metel ffres i ocsigen. Mae hyn yn arwain at ffurfio ocsidau newydd yn y pwll weldio, sy'n gweithredu fel cynhwysion ac yn gwanhau'r cymal. Gall hyd yn oed olrhain symiau o ocsigen neu nitrogen yn y nwy cysgodi halogi'r weld, sy'n gofyn am ultra - nwyon cysgodi pur (megis 99.999% argon) a rheolaeth atmosfferig gaeth - gan ychwanegu cymhlethdod a chost i'r broses.
O'i gymharu â - i - aloion weld (fel titaniwm neu - dur carbon), cynheswch superalloys gwrthsefyll - mae superalloys gwrthsefyll yn cyflwyno cyfuniad unigryw o heriau. Gellir weldio titaniwm, er ei fod yn adweithiol i ocsigen, yn llwyddiannus gyda chysgodi cywir. Mae dur carbon - yn dueddol o gracio oer ond gellir ei reoli gyda chynhesu ac isel - llenwyr hydrogen. Mewn cyferbyniad, mae superalloys yn mynnu manwl gywirdeb ym mhob cam: o ddewis metelau llenwi (y mae'n rhaid iddynt gyd -fynd â chemeg yr aloi er mwyn osgoi ffurfio cyfnod) i reoli mewnbwn gwres (yn aml yn gofyn am ddulliau datblygedig fel weldio laser neu weldio trawst electron) a phost - triniaeth gwres weldio (i leihau straen gweddilliol ac adfer priodweddau mecanyddol).
I weldio gwres - superalloys gwrthsefyll, mae angen technegau arbenigol:
• Prosesau weldio uwch: Mae weldio trawst laser neu weldio trawst electron, sy'n danfon gwres dwys heb lawer o HAZ, yn cael eu ffafrio yn hytrach na MIG neu tig traddodiadol ar gyfer rhannau tenau.
• Cysgodi caeth: Rhaid amddiffyn parthau weldio (gan gynnwys cefn y cymal) â nwy anadweithiol nes eu bod yn oeri o dan 300 gradd i atal ocsidiad.
• Peirianneg Metel Llenwi: Defnyddir llenwyr personol (ee, Inconel 625 ar gyfer ymuno ag Inconel 718) i leihau'r risg arwahanu a chracio.
• Post - Triniaeth Gwres Weld: Mae anelio datrysiad a heneiddio yn hanfodol i adfer cryfder tymheredd - yr aloi.
I gloi, cynheswch - superalloys gwrthsefyll - yn enwedig graddau seiliedig ar nicel - fel inconel 718-are ymhlith yr aloion anoddaf i'w weldio. Mae eu cyfansoddiad cymhleth, eu sensitifrwydd i wres, a'u tueddiad i gracio ac ocsidiad yn creu storm berffaith o heriau sy'n mynnu technegau datblygedig, rheolaeth broses lem, ac arbenigedd arbenigol. Er bod aloion eraill yn peri anawsterau weldio, nid oes yr un ohonynt yn cyfateb i'r cyfuniad o rwystrau a gyflwynir gan y superalloys hyn, gan eu gwneud yn feincnod ar gyfer "anoddaf i'w weldio" mewn cymwysiadau diwydiannol.