Uvod
U proizvodnji kemijske i naftne opreme, radi uštede skupog nikla, čelik se često zavaruje na nikal i legure.
Glavni problemi zavarivanja
Pri zavarivanju glavne komponente u zavaru su željezo i nikal, koji su sposobni za beskonačnu međusobnu topljivost i ne tvore intermetalne spojeve. Općenito, sadržaj nikla u zavaru je relativno visok, pa se u zoni taljenja zavarenog spoja ne stvara difuzijski sloj. Glavni problem kod zavarivanja je tendencija stvaranja poroznosti i vrućih pukotina u zavaru.
1.Poroznost
Čelik i nikal i njegove legure pri zavarivanju, glavni čimbenici koji utječu na stvaranje poroznosti u zavarivanju su kisik, nikal i drugi legirajući elementi.
① Učinak kisika. Zavarivanje, tekući metal može otopiti više kisika, a kisik na visokim temperaturama i oksidaciji nikla, stvaranje NiO, NiO može reagirati s vodikom i ugljikom u tekućem metalu kako bi se stvorila vodena para i ugljični monoksid u skrućivanju rastaljenog bazena, kao što je prekasno da pobjegne, ostatak u zavaru na stvaranje poroznosti. Kod čistog nikla i Q235-A elektrolučnog zavarivanja željeza i nikla zavarivanje, u slučaju udjela dušika i vodika ne mijenja se mnogo, što je veći sadržaj kisika u zavarivanju, to je veći broj pora u zavarivanju.
② Učinak nikla. U spoju željezo-nikal, topivost kisika u željezu i niklu je različita, topivost kisika u tekućem niklu veća je od one u tekućem željezu, dok je topivost kisika u čvrstom niklu manja nego u čvrstom željezu, stoga je topivost kisika u kristalizaciji nikla nagle promjene izraženija od one u kristalizaciji željeza nagle. promjena. Stoga je tendencija poroznosti u zavaru kada Ni iznosi 15%~30% mala, a kada je sadržaj Ni velik, tendencija poroznosti se dodatno povećava na 60%~90%, a količina otopljenog čelika mora se smanjiti, uzrokujući tako tendenciju stvaranja poroznosti da postane veća.
③ Utjecaj drugih legirajućih elemenata. Kada zavarivanje željeza i nikla sadrži mangan, krom, molibden, aluminij, titan i druge legure ili u skladu s legiranjem, može poboljšati antiporoznost zavara, to je zbog toga što mangan, titan i aluminij itd. imaju ulogu deoksigenacije, dok krom i molibden poboljšavaju topljivost zavara u čvrstom metalu. Dakle, nikal i 1Cr18Ni9Ti nehrđajući čelik zavareni su protiv poroznosti od nikla i Q235-A čeličnog zavara. Aluminij i titan također mogu vezati dušik u stabilne spojeve, što također može poboljšati antiporoznost zavara.
2. Toplinsko pucanje
Čelik i nikal i njegove legure u zavaru, glavni razlog za toplinsko pucanje je taj što je, zbog visoke razine nikla, zavar s dendritskom organizacijom, na rubu grubih zrna, koncentriran u nizu ko-kristala s niskim talištem, čime se slabi veza između zrna, smanjujući otpor metala zavara na pukotine. Osim toga, sadržaj nikla u metalu zavarivanja je previsok da bi metal zavarivanja proizveo toplinsko pucanje ima značajan utjecaj na zavarivanje željeza i nikla, kisik, sumpor, fosfor i druge nečistoće na tendenciju toplinskog pucanja zavara također ima veliki utjecaj.
Kod upotrebe fluksa bez kisika, zbog smanjenja kvalitete kisika, sumpora, fosfora i drugih štetnih nečistoća u zavaru, posebno pada sadržaja kisika, tako da je količina pukotina znatno smanjena. Zbog kristalizacije rastaljenog bazena, kisik i nikal mogu formirati Ni + NiO eutektik, eutektička temperatura od 1438 ℃, a kisik također može ojačati štetne učinke sumpora. Dakle, kada je sadržaj kisika u zavaru visok, tendencija toplinskog pucanja je veća.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb i drugi legirajući elementi mogu poboljšati otpornost metala zavara na pukotine. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb su metamorfni agensi, mogu poboljšati organizaciju zavara i mogu poremetiti smjer njegove kristalizacije. Al, Ti je također jako sredstvo za dezoksidaciju, može smanjiti količinu kisika u zavaru. Mn može tvoriti vatrostalne spojeve sa S, MnS, što smanjuje štetno djelovanje sumpora.
Mehanička svojstva zavarenih spojeva
Mehanička svojstva zavarenih spojeva željezo-nikal povezana su s materijalima ispune i parametrima zavarivanja. Kod zavarivanja čistog nikla i čelika s niskim udjelom ugljika, kada je Ni ekvivalent u zavaru manji od 30%, pri brzom hlađenju zavara, u zavaru će se pojaviti martenzitna struktura, uzrokujući nagli pad plastičnosti i žilavosti spoja. Stoga, kako bi se postigla bolja plastičnost i žilavost spoja, Ni ekvivalent u zavaru željezo-nikal trebao bi biti veći od 30%
Vrijeme objave: 10. ožujka 2025