Koks yra sunkiausias lydinys suvirinti?

Suvirinimas yra sudėtingas procesas, apimantis lydymosi ir sulydymo medžiagas, o suvirinimo sunkumai labai skiriasi skirtinguose lydiniuose. Nors daugelis įprastų lydinių (pvz., Žemo lydinio plieno ir aliuminio) gali būti suvirinami standartiniais metodais, kai kuriuos lydinius, kurie yra labai sunkiai suvirinti dėl jų cheminės sudėties, fizinių savybių ar jautrumo šilumai. Vertinant „sunkiausią suvirinimo lydinį“, šiluma - atsparios superkonis -, ypač nikelis -, pagrįstas supervizionais, tokiais kaip „Inconel 718“, „Hastelloy X“ ir „Waspaloy“ -, yra nuosekliai išsiskiriantys kaip kai kurie sunkiausi.
Šių supervizionų suvirinimo sunkumas kyla iš vidinių savybių ir struktūrinio jautrumo derinio, kuris suvirinimo proceso metu sukelia daugybę kliūčių.
Pirma, jų cheminė sudėtis yra labai sudėtinga. Šiluma - atspariuose superlaidžiuose yra aukštas legiruotų elementų, tokių kaip nikelis (bazinis elementas), chromas (atsparumui oksidacijai), kobalto (aukštai - temperatūros stiprumui) ir ugniai atspariems metalams, tokiems kaip molibdenas, volfreinas arba niobiumas (padidinti šliaužimo atsparumą). Šie elementai pagerina aukštą - temperatūros našumą, tačiau suvirinimo metu palengvina lydinius, linkusius į segregaciją. Atskyrimas įvyksta tada, kai lydiniai elementai sutelkė nevienodai suvirinimo baseine, todėl susidaro trapios tarpmetalinės fazės (pvz., Lawes fazės „Inconel 718“). Šios fazės susilpnina suvirinimo sąnarį ir padidina streso įtrūkimo riziką.
Antra, jie yra ypač jautrūs šilumos įvedimui. Skirtingai nuo mažo lydinio plieno ar aliuminio, kuris gali toleruoti vidutinio sunkumo šilumos pokyčius, šiluma - atsparios superlaidės blogai reaguoja tiek į per didelę, tiek nepakankamą šilumą. Per didelis šiluma sukelia grūdų augimą šilumoje - paveiktoje zonoje (HAZ), mažindamas kietumą ir sukuriant „minkštą zoną“, kuri nepavyksta esant aukštai - temperatūros apkrovai. Kita vertus, nepakankama šiluma lemia nepilną suliejimą, paliekant tarpus ar tuštumas suvirinimo metu. Be to, norint, kad šių lydinių lydymosi taškas (dažnai viršija 1 200 laipsnių), reikia intensyvių šilumos šaltinių, o tai padidina iškraipymo ir šiluminio krekingo riziką.
Kitas kritinis iššūkis yra jų jautrumas karštam įtrūkimui. Karštas įtrūkimas įvyksta suvirinimo baseine, nes jis sukietėja, lemia žemo - lydymosi - taškinių elementų (tokių kaip sieros, fosforo ar silicio) segregacija grūdų ribose. Šiluma - atsparūs supervietės yra ypač linkusios į tai, nes jų sudėtinga lydinio kompozicija sukuria daugiau galimybių tokiam segregacijai. Pavyzdžiui, „Inconel 718“ yra niobium, kuris gali sudaryti trapius tarpmetalinius įrenginius, kurie susikoncentruoja ties grūdų ribomis, todėl suvirinimas tampa pažeidžiamas įtrūkimo, nes jis vėsta.
Oksidacija taip pat yra svarbi problema. Šie lydiniai yra skirti atsispirti oksidacijai esant aukštai temperatūrai, tačiau suvirinimo metu apsauginis oksido sluoksnis (suformuotas chromo ar aliuminio) gali suskaidyti, atskleisdamas šviežią metalą deguonimi. Tai lemia naujų oksidų susidarymą suvirinimo baseine, kurie veikia kaip intarpai ir susilpnėja sąnarys. Net pėdsakai deguonies ar azoto kiekiai ekranuojančiose dujose gali užteršti suvirinimą, todėl reikia ultra - grynų ekranuojančių dujų (tokių kaip 99,999% argonas) ir griežtą atmosferos kontrolę -} pridedant proceso sudėtingumą ir išlaidas.
Palyginti su kitais sudėtingais - su - suvirinimo lydiniais (tokiais kaip titanas arba aukštas -} anglies plienas), šiluma - atsparios superalloys pateikia unikalų iššūkių derinį. Titanis, reaguodamas į deguonį, gali būti sėkmingai suvirinamas tinkamai ekranizuojant. Aukštas - anglies plienas yra linkęs į šaltą įtrūkimą, tačiau jį galima valdyti išankstinant ir žemus - vandenilio užpildus. Priešingai, superkonis reikalauja tikslumo kiekviename žingsnyje: pradedant nuo užpildo metalų (kurie turi atitikti lydinio chemiją, kad būtų išvengta fazės formavimo) iki šilumos įvesties kontrolės (dažnai reikalaujant pažangių metodų, tokių kaip lazerio suvirinimas ar elektronų pluošto suvirinimas) ir paskelbti -
Norint suvirinti šilumą - atsparius superlydus, reikalingi specialūs metodai:
• Pažangios suvirinimo procesai: Lazerio pluošto suvirinimas arba elektronų pluošto suvirinimas, kuris sukelia koncentruotą šilumą su minimaliu HAZ, pirmenybė teikiama tradiciniam MIG arba TIG plonoms sekcijoms.
• Griežtas ekranas: suvirinimo zonos (įskaitant sąnario nugarą) turi būti apsaugotos inertinėmis dujomis, kol jos atvės žemiau 300 laipsnių, kad būtų išvengta oksidacijos.
• Metalo užpildo inžinerija: pritaikyti užpildai (pvz.
• Post - suvirinimo terminas gydymas: tirpalo atkaitinimas ir senėjimas yra labai svarbūs norint atkurti aukštą lydinio - temperatūros stiprumą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad šiluma - atsparūs supervizionai - ypač nikelis - pagrįstos pažymiai, tokie kaip „Inconel 718“, yra tarp sunkiausių lydinių suvirinimo. Jų sudėtinga sudėtis, jautrumas šilumai ir jautrumas įtrūkimams ir oksidacijai sukuria puikų iššūkių audrą, reikalaujančią pažangių metodų, griežtos proceso kontrolės ir specializuotos kompetencijos. Nors kiti lydiniai kelia suvirinimo sunkumų, nė vienas nesutampa su šių superlenčių pateiktų kliūčių deriniu, todėl jie yra etalonas „sunkiausio suvirinimo“ pramoninėms reikmėms.