Zavedení
Při výrobě chemických a ropných zařízení, aby se ušetřil drahý nikl, se ocel často svařuje s niklem a slitinami.
Hlavní problémy svařování
Při svařování jsou hlavními složkami ve svaru železo a nikl, které jsou schopny nekonečně vzájemné rozpustnosti a netvoří intermetalické sloučeniny. Obecně je obsah niklu ve svaru poměrně vysoký, takže v zóně tavení svarového spoje nevzniká žádná difúzní vrstva. Hlavním problémem svařování je tendence vytvářet poréznost a horké trhliny ve svaru.
1.Pórovitost
Ocel a nikl a jeho slitiny při svařování jsou hlavními faktory ovlivňujícími tvorbu poréznosti ve svaru kyslík, nikl a další legující prvky.
① Účinek kyslíku. Svařování může tekutý kov rozpouštět více kyslíku a kyslíku při vysokých teplotách a oxidaci niklu, tvorba NiO, NiO může reagovat s vodíkem a uhlíkem v tekutém kovu za vzniku vodní páry a oxidu uhelnatého v roztavené lázni tuhnutí, jako je příliš pozdě na únik, zbytkový ve svaru při vytváření poréznosti. Při svařování čistým niklem a Q235-A pod tavidlem železa a niklového svaru se v případě obsahu dusíku a vodíku příliš nemění, čím vyšší je obsah kyslíku ve svaru, tím vyšší je počet pórů ve svaru.
② Vliv niklu. Ve svaru železo-nikl je rozpustnost kyslíku v železe a niklu odlišná, rozpustnost kyslíku v kapalném niklu je větší než v tekutém železe, zatímco rozpustnost kyslíku v pevném niklu je menší než v pevném železe, proto je rozpustnost kyslíku při krystalizaci niklu při náhlé změně výraznější než při krystalizaci železa při náhlé změně. Proto je tendence poréznosti ve svaru, když je Ni 15%~30% malá, a když je obsah Ni velký, tendence poréznosti se dále zvyšuje na 60%~90% a množství rozpuštěné oceli se musí snižovat, což způsobuje, že tendence k tvorbě pórů se zvětšuje.
③ Vliv dalších legujících prvků. Když železo-niklový svar obsahuje mangan, chrom, molybden, hliník, titan a další legující prvky nebo v souladu s legováním, může zlepšit anti-poréznost svaru, je to způsobeno tím, že mangan, titan a hliník atd. mají roli deoxygenace, zatímco chrom a molybden pro zlepšení rozpustnosti svarového kovu v pevném kovu. Takže svar niklu a nerezové oceli 1Cr18Ni9Ti je protiporozní než svar niklu a oceli Q235-A. Hliník a titan mohou také fixovat dusík ve stabilních sloučeninách, což může také zlepšit antiporozitu svaru.
2. Tepelné praskání
Ocel a nikl a jeho slitiny ve svaru, hlavním důvodem tepelného praskání je to, že díky vysokému svaru niklu s dendritickou organizací se na okraji hrubých zrn soustředí řada kokrystalů s nízkou teplotou tání, čímž se oslabí spojení mezi zrny a sníží se odolnost proti praskání svarového kovu. Kromě toho je obsah niklu ve svarovém kovu příliš vysoký na to, aby svarový kov produkoval tepelné praskání, má významný vliv na svar železo-nikl, kyslík, síra, fosfor a další nečistoty na tendenci k tepelnému popraskání svaru má také velký vliv.
Při použití bezkyslíkového tavidla dochází v důsledku snížení kvality kyslíku, síry, fosforu a dalších škodlivých nečistot ve svaru zejména k poklesu obsahu kyslíku, takže se značně sníží množství prasklin. Vzhledem k tomu, že krystalizace roztavené lázně, kyslík a nikl mohou vytvářet eutektikum Ni + NiO, eutektická teplota 1438 ℃ a kyslík může také posílit škodlivé účinky síry. Takže když je obsah kyslíku ve svaru vysoký, tendence k tepelnému praskání je větší.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb a další legující prvky mohou zlepšit odolnost svarového kovu proti praskání. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb jsou metamorfní činidlo, mohou zpřesnit organizaci svaru a mohou narušit směr jeho krystalizace. Al, Ti je také silné deoxidační činidlo, může snížit množství kyslíku ve svaru. Mn může vytvářet žáruvzdorné sloučeniny se Sírou.
Mechanické vlastnosti svarových spojů
Mechanické vlastnosti svarových spojů železo-nikl souvisí s výplňovými kovovými materiály a svařovacími parametry. Při svařování čistého niklu a nízkouhlíkové oceli, kdy je ekvivalent Ni ve svaru menší než 30 %, se za rychlého ochlazení svaru objeví ve svaru martenzitická struktura, která způsobí prudký pokles plasticity a houževnatosti spoje. Proto, aby se dosáhlo lepší plasticity a houževnatosti spoje, měl by být ekvivalent Ni ve svaru železo-nikl větší než 30 %.
Čas odeslání: 10. března 2025