giriiş
Kimyasal ve petrol ekipmanlarının üretiminde pahalı nikelden tasarruf etmek için, çelik çoğunlukla nikel ve alaşımlarla kaynaklanır.
Kaynakçılığın temel sorunları
Kaynak yaparken, kaynaktaki ana bileşenler sonsuz karşılıklı çözünebilirliğe sahip olan ve metaller arası bileşikler oluşturmayan demir ve nikeldir. Genel olarak, kaynaktaki nikel içeriği nispeten yüksektir, bu nedenle kaynaklı eklemin füzyon bölgesinde difüzyon tabakası oluşmaz. Kaynaktaki ana sorun, kaynakta gözeneklilik ve sıcak çatlaklar üretme eğilimidir.
1.Gözeneklilik
Çelik ve nikel ve alaşımlarının kaynaklanmasında, kaynakta gözenek oluşumunu etkileyen başlıca faktörler oksijen, nikel ve diğer alaşım elementleridir.
① Oksijenin etkisi. Kaynak, sıvı metal daha fazla oksijeni çözebilir ve oksijen yüksek sıcaklıklarda ve nikel oksidasyonunda, NiO oluşumu, NiO sıvı metaldeki hidrojen ve karbonla reaksiyona girerek erimiş havuz katılaşmasında su buharı ve karbon monoksit üretebilir, çok geç kaçabilir, kaynakta gözeneklilik oluşumunda kalıntı kalır. Saf nikel ve demir ve nikel kaynağının Q235-A tozaltı ark kaynağı durumunda, azot ve hidrojen içeriği çok fazla değişmez, kaynaktaki oksijen içeriği ne kadar yüksekse, kaynaktaki gözenek sayısı da o kadar yüksek olur.
② Nikel etkisi. Demir-nikel kaynağında, oksijenin demir ve nikel içindeki çözünürlüğü farklıdır, oksijenin sıvı nikel içindeki çözünürlüğü sıvı demirdekinden daha fazladır, oysa oksijenin katı nikel içindeki çözünürlüğü katı demirdekinden daha küçüktür, bu nedenle, ani değişimin nikel kristalizasyonundaki oksijenin çözünürlüğü, ani değişimin demir kristalizasyonundakinden daha belirgindir. Bu nedenle, Ni %15~%30 olduğunda kaynaktaki gözeneklilik eğilimi küçüktür ve Ni içeriği büyük olduğunda, gözeneklilik eğilimi %60~%90'a daha da artar ve çözünmüş çelik miktarı azalmaya mahkumdur, böylece gözeneklilik oluşturma eğilimi daha da büyür.
③ Diğer alaşım elementlerinin etkisi. Demir-nikel kaynağı manganez, krom, molibden, alüminyum, titanyum ve diğer alaşım elementleri içerdiğinde veya alaşımlama ile uyumlu olduğunda, kaynak anti-gözenekliğini iyileştirebilir, bunun nedeni manganez, titanyum ve alüminyum vb.'nin oksijensizleştirme rolüne sahip olması, krom ve molibdenin ise katı metaldeki kaynak çözünürlüğünü iyileştirmesidir. Bu nedenle nikel ve 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik kaynak anti-gözenekliği nikel ve Q235-A çelik kaynaktan daha fazladır. Alüminyum ve titanyum ayrıca azotu kararlı bileşiklerde sabitleyebilir, bu da kaynak anti-gözenekliğini iyileştirebilir.
2. Termal çatlama
Çelik ve nikel ve alaşımları kaynakta, termal çatlamanın ana nedeni, dendritik organizasyonlu yüksek nikel kaynağı nedeniyle, kaba tanelerin kenarında, bir dizi düşük erime noktalı ko-kristalde yoğunlaşması, böylece taneler arasındaki bağlantının zayıflaması, kaynak metalinin çatlak direncinin azalmasıdır. Ek olarak, kaynak metalinin nikel içeriği, kaynak metalinin termal çatlama üretmesi için çok yüksektir, demir-nikel kaynağında önemli bir etkiye sahiptir, oksijen, kükürt, fosfor ve diğer safsızlıklar kaynak termal çatlama eğilimi üzerinde de büyük bir etkiye sahiptir.
Oksijensiz akı kullanıldığında, kaynaktaki oksijen, kükürt, fosfor ve diğer zararlı kirliliklerin kalitesindeki azalma nedeniyle, özellikle oksijen içeriğindeki düşüş nedeniyle, çatlama miktarı büyük ölçüde azalır. Erimiş havuz kristalleşmesi nedeniyle, oksijen ve nikel Ni + NiO ötektik oluşturabilir, ötektik sıcaklığı 1438 ℃'dir ve oksijen de kükürdün zararlı etkilerini güçlendirebilir. Bu nedenle, kaynaktaki oksijen içeriği yüksek olduğunda, termal çatlama eğilimi daha büyüktür.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb ve diğer alaşım elementleri, kaynak metalinin çatlak direncini artırabilir. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb metamorfik maddelerdir, kaynak organizasyonunu iyileştirebilir ve kristalleşme yönünü bozabilir. Al, Ti aynı zamanda güçlü bir deoksidan maddedir, kaynaktaki oksijen miktarını azaltabilir. Mn, S, MnS ile refrakter bileşikler oluşturabilir, bu da kükürtün zararlı etkilerini azaltır.
Kaynaklı birleştirmelerin mekanik özellikleri
Demir-nikel kaynak bağlantılarının mekanik özellikleri, dolgu metal malzemeleri ve kaynak parametreleriyle ilişkilidir. Saf nikel ve düşük karbonlu çelik kaynak yaparken, kaynaktaki Ni eşdeğeri %30'dan az olduğunda, kaynağın hızlı soğuması altında, kaynakta bir martensit yapısı ortaya çıkacak ve bu da bağlantının plastisitesinin ve tokluğunun keskin bir şekilde düşmesine neden olacaktır. Bu nedenle, bağlantının daha iyi plastisitesini ve tokluğunu elde etmek için, demir-nikel kaynağındaki Ni eşdeğeri %30'dan büyük olmalıdır.
Gönderi zamanı: Mar-10-2025