Pengelasan baja dan nikel dan paduan nikel, FAQ

Perkenalan

Saat memproduksi peralatan kimia dan perminyakan, untuk menghemat nikel yang mahal, baja sering dilas ke nikel dan paduannya.

Masalah utama pengelasan

Saat pengelasan, komponen utama dalam lasan adalah besi dan nikel, yang mampu larut bersama tanpa batas dan tidak membentuk senyawa intermetalik. Secara umum, kandungan nikel dalam lasan relatif tinggi, sehingga di zona fusi sambungan las, tidak terbentuk lapisan difusi. Masalah utama dengan pengelasan adalah kecenderungan menghasilkan porositas dan retakan panas pada lasan.

1. Porositas

Baja dan nikel serta paduannya saat pengelasan, faktor utama yang mempengaruhi pembentukan porositas dalam lasan adalah oksigen, nikel dan unsur paduan lainnya.

① Efek oksigen. Pengelasan, logam cair dapat melarutkan lebih banyak oksigen, dan oksigen pada suhu tinggi dan oksidasi nikel, pembentukan NiO, NiO dapat bereaksi dengan hidrogen dan karbon dalam logam cair untuk menghasilkan uap air dan karbon monoksida dalam pemadatan kolam cair, seperti terlalu lambat untuk keluar, residu dalam las pada pembentukan porositas. Dalam nikel murni dan las busur terendam Q235-A dari las besi dan nikel, dalam kasus kandungan nitrogen dan hidrogen tidak banyak berubah, semakin tinggi kandungan oksigen dalam las, semakin tinggi jumlah pori-pori dalam las.

② Efek nikel. Pada las besi-nikel, kelarutan oksigen dalam besi dan nikel berbeda, kelarutan oksigen dalam nikel cair lebih besar daripada yang ada dalam besi cair, sedangkan kelarutan oksigen dalam nikel padat lebih kecil daripada yang ada dalam besi padat, oleh karena itu, kelarutan oksigen dalam kristalisasi nikel perubahan mendadak lebih jelas daripada yang ada dalam kristalisasi besi perubahan mendadak. Oleh karena itu, kecenderungan porositas dalam las ketika Ni adalah 15%~30% kecil, dan ketika kandungan Ni besar, kecenderungan porositas lebih lanjut meningkat menjadi 60%~90%, dan jumlah baja terlarut pasti akan berkurang, sehingga menyebabkan kecenderungan pembentukan porositas menjadi lebih besar.

③ Pengaruh unsur paduan lainnya. Bila las besi-nikel mengandung mangan, kromium, molibdenum, aluminium, titanium dan unsur paduan lainnya atau sesuai dengan paduannya, dapat meningkatkan ketahanan las terhadap porositas, hal ini dikarenakan mangan, titanium dan aluminium, dll. memiliki peran deoksigenasi, sedangkan kromium dan molibdenum dapat meningkatkan kelarutan las dalam logam padat. Oleh karena itu, las baja tahan karat nikel dan 1Cr18Ni9Ti memiliki ketahanan las terhadap porositas yang lebih baik daripada las baja nikel dan Q235-A. Aluminium dan titanium juga dapat mengikat nitrogen dalam senyawa yang stabil, yang juga dapat meningkatkan ketahanan las terhadap porositas.

2. Retak termal

Baja dan nikel serta paduannya dalam las, alasan utama terjadinya retak termal adalah, karena las nikel tinggi dengan organisasi dendritik, di tepi butiran kasar, terkonsentrasi dalam sejumlah co-kristal titik leleh rendah, sehingga melemahkan hubungan antara butiran, mengurangi ketahanan retak logam las. Selain itu, kandungan nikel dari logam las terlalu tinggi bagi logam las untuk menghasilkan retak termal memiliki dampak yang signifikan dalam las besi-nikel, oksigen, sulfur, fosfor dan kotoran lainnya pada kecenderungan retak termal las juga memiliki dampak yang besar.

Bila menggunakan fluks bebas oksigen, karena penurunan kualitas oksigen, sulfur, fosfor dan kotoran berbahaya lainnya dalam lasan, terutama penurunan kandungan oksigen, sehingga jumlah retak sangat berkurang. Karena kristalisasi kolam cair, oksigen dan nikel dapat membentuk eutektik Ni + NiO, suhu eutektik 1438 ℃, dan oksigen juga dapat memperkuat efek berbahaya dari sulfur. Jadi ketika kandungan oksigen dalam lasan tinggi, kecenderungan retak termal lebih besar.

Mn, Cr, Mo, Ti, Nb dan unsur paduan lainnya, dapat meningkatkan ketahanan retak logam las. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb merupakan agen metamorf, dapat memperbaiki organisasi las, dan dapat mengganggu arah kristalisasinya. Al, Ti juga merupakan agen deoksidasi yang kuat, dapat mengurangi jumlah oksigen dalam las. Mn dapat membentuk senyawa tahan api dengan S, MnS, yang mengurangi efek berbahaya dari sulfur.

Sifat mekanis sambungan las

Sifat mekanis sambungan las besi-nikel terkait dengan bahan logam pengisi dan parameter pengelasan. Saat mengelas nikel murni dan baja karbon rendah, ketika ekuivalen Ni dalam las kurang dari 30%, di bawah pendinginan las yang cepat, struktur martensit akan muncul dalam las, yang menyebabkan plastisitas dan ketangguhan sambungan turun tajam. Oleh karena itu, untuk mendapatkan plastisitas dan ketangguhan sambungan yang lebih baik, ekuivalen Ni dalam las besi-nikel harus lebih besar dari 30%.