Uvod
Pri izdelavi kemične in naftne opreme se jeklo zaradi varčevanja z dragim nikljem pogosto vari na nikelj in zlitine.
Glavne težave pri varjenju
Pri varjenju sta glavni sestavini v zvaru železo in nikelj, ki sta sposobna neskončne medsebojne topnosti in ne tvorita intermetalnih spojin. Na splošno je vsebnost niklja v zvaru razmeroma visoka, zato v talilni coni zvarnega spoja ne nastane difuzijska plast. Glavna težava pri varjenju je nagnjenost k ustvarjanju poroznosti in vročih razpok v zvaru.
1.Poroznost
Jeklo in nikelj ter njegove zlitine pri varjenju so glavni dejavniki, ki vplivajo na nastanek poroznosti v zvaru, kisik, nikelj in drugi legirni elementi.
① Učinek kisika. Varjenje, tekoča kovina lahko raztopi več kisika in kisik pri visokih temperaturah in oksidaciji niklja, tvorba NiO, NiO lahko reagira z vodikom in ogljikom v tekoči kovini, da ustvari vodno paro in ogljikov monoksid v staljenem strjevanju bazena, kot je prepozno za pobeg, ostanek v zvaru pri nastanku poroznosti. Pri obločnem varjenju železa in niklja s čistim nikljem in Q235-A se vsebnost dušika in vodika ne spremeni veliko, večja kot je vsebnost kisika v zvaru, večje je število por v zvaru.
② Učinek niklja. Pri zvaru železo-nikelj je topnost kisika v železu in niklju različna, topnost kisika v tekočem niklju je večja kot v tekočem železu, medtem ko je topnost kisika v trdnem niklju manjša kot v trdnem železu, zato je topnost kisika pri kristalizaciji niklja nenadne spremembe bolj izrazita kot pri nenadni kristalizaciji železa. sprememba. Zato je težnja poroznosti v zvaru, ko je Ni 15 % ~ 30 %, majhna, in ko je vsebnost Ni velika, se težnja poroznosti dodatno poveča na 60 % ~ 90 %, količina raztopljenega jekla pa se mora zmanjšati, kar povzroči, da se težnja po nastajanju poroznosti poveča.
③ Vpliv drugih legirnih elementov. Ko zvar železa in niklja vsebuje mangan, krom, molibden, aluminij, titan in druge legirne elemente ali v skladu z zlitino, lahko izboljša protiporoznost zvara, to je zaradi tega, ker imajo mangan, titan in aluminij itd. vlogo deoksigenacije, medtem ko krom in molibden izboljšata topnost zvara v trdni kovini. Torej nikelj in 1Cr18Ni9Ti nerjaveče jeklo varjenje proti poroznosti kot nikelj in Q235-A jekla varjenje. Aluminij in titan lahko tudi vežeta dušik v stabilne spojine, kar lahko izboljša tudi protiporoznost zvara.
2. Toplotno krekiranje
Glavni razlog za toplotno razpokanje jekla in niklja ter njegovih zlitin v zvaru je ta, da je zaradi visokega števila niklja zvar z dendritično organizacijo na robu grobih zrn koncentriran v številnih ko-kristalih z nizkim tališčem, kar oslabi povezavo med zrni in zmanjša odpornost kovine zvara na razpoke. Poleg tega je vsebnost niklja v kovini zvara previsoka, da bi kovina zvara povzročila termično razpokanje, pomembno vpliva na zvar železa in niklja, kisik, žveplo, fosfor in druge nečistoče na nagnjenost k termičnemu razpokanju zvara prav tako močno vplivajo.
Pri uporabi brezkisikovega talila se zaradi zmanjšanja kakovosti kisika, žvepla, fosforja in drugih škodljivih nečistoč v zvaru, zlasti zmanjša vsebnost kisika, tako da se količina razpok močno zmanjša. Ker kristalizacija staljenega bazena lahko kisik in nikelj tvorita evtektiko Ni + NiO, evtektična temperatura 1438 ℃, kisik pa lahko okrepi tudi škodljive učinke žvepla. Torej, ko je vsebnost kisika v zvaru visoka, je nagnjenost k termičnemu razpokanju večja.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb in drugi legirni elementi lahko izboljšajo odpornost kovine zvara proti razpokam. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb so metamorfna sredstva, lahko izboljšajo organizacijo zvara in lahko motijo smer njegove kristalizacije. Al, Ti je tudi močno deoksidacijsko sredstvo, lahko zmanjša količino kisika v zvaru. Mn lahko tvori ognjevzdržne spojine s S, MnS, kar zmanjša škodljivi učinki žvepla.
Mehanske lastnosti zvarnih spojev
Mehanske lastnosti varilnih spojev železo-nikelj so povezane z materiali polnila in varilnimi parametri. Pri varjenju čistega niklja in jekla z nizko vsebnostjo ogljika, ko je ekvivalent Ni v zvaru manjši od 30%, se ob hitrem ohlajanju zvara pojavi martenzitna struktura v zvaru, zaradi česar se plastičnost in žilavost spoja močno zmanjšata. Zato mora biti za boljšo plastičnost in žilavost spoja ekvivalent Ni v zvaru železa in niklja večji od 30 %.
Čas objave: mar-10-2025