Aliajele pe bază de nichel sunt utilizate pe scară largă în aerospațială, energie și chimică, construcții navale și alte câmpuri, datorită rezistenței lor excelente de coroziune, rezistenței la temperatură ridicată și rezistenței la oboseală. Cu toate acestea, procesul de sudare este complex și predispus la defecte precum fisuri termice și pori. Este necesar să selectați metode adecvate și parametri de procesare pe baza proprietăților materialului. Următoarele sunt tehnologiile de bază și progresul de cercetare al sudării din aliaj de nichel:
1. Metode comune de sudare
Sudarea protejată cu gaz inert: Sudarea cu gaz inert tungsten (GTAW) și sudarea cu gaz inert metalic (GMAW) sunt metodele preferate pentru sudarea din aliaj de nichel, în special pentru conductele cu pereți subțiri și părți mici, care pot evita eficient oxidarea și impuritățile.
Sudarea cu laser și sudare cu fascicul de electroni: tehnologia de sudare cu fascicul cu energie mare (cum ar fi sudarea cu laser și sudare cu fascicul de electroni) poate obține o conexiune de înaltă precizie a aliajelor de nichel cu placă groasă, cu o structură de sudură densă și o mică zonă afectată de căldură. Acesta a fost aplicat cu succes în sudarea componentelor la capătul fierbinte ale turbinelor cu gaz și plăcilor groase ale navelor.
Sudarea de difuzie și brazarea: sudarea difuziei (cum ar fi sudarea în fază lichidă tranzitorie) folosind aliaje pe bază de nichel, deoarece stratul intermediar poate rezolva problema de conectare a materialelor diferite (cum ar fi aliajele de aluminiu-crom-fier), iar rezistența articulației poate atinge mai mult de 70% din materialul părinte.
2.. Selectarea materialelor de sudare și controlul procesului
Ar trebui să se potrivească materialul de sudură: firul de sudare sau tija de sudare cu o compoziție similară cu materialul părinte, cum ar fi materialele de sudare cu aliaj pe bază de nichel cu crom ridicat (cum ar fi ARC625, Incoloy 825) pentru a reduce riscul de segregare a elementelor.
Optimizarea parametrilor procesului: În timpul sudurării cu pulverizare cu arc plasmatic, creșterea curentului arcului de transfer va reduce duritatea și rezistența la uzură a stratului de sudură, dar adăugarea de carbură de tungsten (WC) poate îmbunătăți semnificativ performanța. Sudarea din aliaj de cupru-nichel necesită un control strict al protecției argonului pentru a preveni formarea porilor.
3. Prevenirea defectelor și controlul calității
Fisuri calde și pori: Riscul de fisuri calde poate fi redus prin controlul temperaturii intermediarului (evitarea șederii în zona de sensibilizare), menținerea mediului de sudare uscat și utilizarea tehnologiei înguste de mărgele de sudură.
Gestionarea stresului rezidual: metoda gaurii orb și metoda de indentare pot testa cu exactitate stresul rezidual de sudare. Coeficientul de calibrare trebuie să fie combinat cu calibrarea reală, mai degrabă decât cu calculul teoretic pentru a asigura fiabilitatea datelor.
4. Cazuri tipice de aplicare
Câmpul de energie nucleară: Calea de propagare a fisurilor din aliajul pe bază de nichel 52 m, trebuie să fie acordată atenție. Fisura este ușor de deviat la materialul cu rezistență scăzută, iar procedura de evaluare trebuie ajustată în combinație cu nepotrivirea rezistenței materialului.
Mediu de temperatură ultra-scăzut: Sudarea protejată cu gaze cu flux (FCAW-G) a fost utilizată cu succes pentru sudarea gradului -196 al aliajului Incoloy 825, iar duritatea impactului comunității a îndeplinit standardul, satisfacerea nevoilor echipamentelor de gaze naturale lichefiate.
Sudarea cu plăci compuse: Tehnologia de placare a electrodului cu electrod cu bandă poate îmbunătăți rezistența la coroziune intergranulară a plăcilor compozite pe bază de nichel bimetalic, asigurând în același timp rezistența materialului de bază.
5. Direcția de cercetare viitoare
Cercetările actuale se concentrează pe sudare inteligentă cu fascicul cu energie mare, analiza comportamentului diferit al interfeței materiale și simularea numerică a procesului de sudare. De exemplu, tehnologia de placare cu laser poate repara uzura pieselor din aliaj la temperaturi ridicate, iar îmbinările sudate ale aliajelor pe bază de nichel și conductele compozite din oțel carbon au trecut teste de coroziune intergranulară și proprietăți mecanice, oferind noi soluții pentru condiții de lucru dure.
Concluzie
Progresul tehnologiei de sudare a aliajului de nichel depinde de dezvoltarea coordonată a științei materialelor, a optimizării proceselor și a tehnologiei de detectare. În viitor, odată cu popularizarea echipamentelor inteligente de sudare și dezvoltarea de noi materiale de sudare, eficiența și calitatea sudării din aliaj de nichel vor fi îmbunătățite în continuare, promovând modernizarea industriei de producție de înaltă calitate.
