Zlitine na osnovi niklja se pogosto uporabljajo v vesoljskem, energetskem in kemičnem, ladjedelništvu in drugih poljih zaradi odlične korozijske odpornosti, visoke temperaturne trdnosti in odpornosti na utrujenost. Vendar je postopek varjenja zapleten in nagnjen k napakam, kot so toplotne razpoke in pore. Na podlagi lastnosti materiala je treba izbrati ustrezne metode in parametre procesa. Sledijo temeljne tehnologije in raziskovalni napredek varjenja z nikljevimi zlitinami:
1. Pogoste metode varjenja
Inertno varilno varjenje s plin: Tungsten Inertno varjenje plina (GTAW) in kovinsko varjenje plina (GMAW) sta najprimernejše metode varjenja z nikljenimi zlitinami, zlasti za tankostenske cevi in majhne dele, ki se lahko učinkovito izognejo oksidaciji in nečistom.
Lasersko varjenje in varjenje z elektronskim snopom: visokoenergijsko tehnologija varjenja snopa (na primer lasersko varjenje in varjenje elektronov) lahko doseže visoko natančno povezavo debelih nikljevih zlitin debelih plošč, z gosto varilno strukturo in majhno toplotno prizadeto cono. Uspešno se uporablja pri varjenju komponent vročega konca plinskih turbin in debelih plošč ladij.
Difuzijsko varjenje in trdotanje: difuzijsko varjenje (kot je prehodno difuzijsko varjenje tekočine) z zlitinami na osnovi niklja, saj lahko vmesna plast reši problem povezave različnih materialov (na primer železo-kromium-aluminijeve zlitine), trdnost sklepov pa lahko doseže več kot 70% matičnega materiala.
2. Izbira materiala za varjenje in nadzor procesa
Ujemanje materiala za varjenje: Izbrati je treba varilno žico ali varilno palico s podobno sestavo kot matični material, na primer z zlitinskimi materiali z visokim kromijem niklja (na primer ARC625, Incoloy 825), da se zmanjša tveganje za segregacijo elementov.
Optimizacija parametrov procesa: Med plazemskim lokom razpršilnim varjenjem bo povečanje prenosnega ločnega toka zmanjšalo trdoto in odpornost obrabe valilne plasti, vendar lahko dodajanje volframovega karbida (WC) znatno izboljša zmogljivost. Varjenje z zlitinami bakra in niklja zahteva strog nadzor nad argonovo zaščito, da se prepreči nastanek por.
3. Preprečevanje napak in nadzor kakovosti
Vroče razpoke in pore: tveganje za vroče razpoke je mogoče zmanjšati z nadzorom temperature medsebojnega sloja (izogibanje bivanju v območju senzibilizacije), ohranjanje suhega varilnega okolja in z uporabo tehnologije ozke varilne kroglice.
Preostalo obvladovanje stresa: metoda slepe luknje in metoda vdora lahko natančno preizkusijo preostali stres varjenja. Kalibracijski koeficient je treba kombinirati z dejanskim umerjanjem in ne s teoretičnim izračunom, da se zagotovi zanesljivost podatkov.
4. tipični primeri uporabe
Polje jedrske moči: Pozorno je treba biti pozoren na širjenje razpok nikljeve zlitine zlitine 52 m. Razkosa je enostavno odbiti na material z nizko trdnostjo, postopek ocenjevanja pa je treba prilagoditi v kombinaciji z neusklajenostjo trdnosti materiala.
Ultra-nizko temperaturno okolje: varjenje z zaščitenim plinom s fluksom (FCAW-G) je bilo uspešno uporabljeno za -196 stopnjo varjenja zlitine Incoloy 825, udarna žilavost sklepa pa je izpolnjevala standard, ki ustreza potrebam opreme za utekočinjeni zemeljski plin.
Kompozitno varilno ploščo: Tehnologija obloge z elektrodo elektrode lahko izboljša medgranalno korozijsko odpornost bimetalnih 825 sestavljenih plošč na osnovi niklja, hkrati pa zagotavlja moč osnovnega materiala.
5. prihodnja raziskovalna smer
Trenutne raziskave se osredotočajo na inteligentno visokoenergijsko varjenje žarka, analizo različnega vedenja materiala in numerično simulacijo procesa varjenja. Na primer, tehnologija laserske obloge lahko popravijo obrabo visokotemperaturnih zlitin, varjeni spoji zlitin na osnovi niklja in kompozitne cevi iz ogljikovega jekla pa so prestopili medregolarne korozijske in mehanske teste lastnosti, kar zagotavlja nove rešitve za ostre delovne pogoje.
Zaključek
Napredek tehnologije varjenja z nikljenimi zlitinami je odvisen od usklajenega razvoja znanosti o materialih, optimizacije procesov in tehnologije za odkrivanje. V prihodnosti se bo z popularizacijo inteligentne varilne opreme in razvojem novih varilnih materialov učinkovitost in kakovost varjenja nikljevih zlitin še izboljšala, kar bo spodbudilo nadgradnjo proizvodne industrije višjega cenovnega razreda.
