Сплави на основі нікелю широко використовуються в аерокосмічній, енергетиці та хімічній, суднобудівній та інших галузях завдяки їх відмінній резистентності до корозії, високою температурою та стійкістю до втоми. Однак процес зварювання є складним і схильним до таких дефектів, як теплові тріщини та пори. Необхідно вибрати відповідні методи та параметри обробки на основі властивостей матеріалу. Нижче наведені основні технології та прогрес досліджень зварювання нікельського сплаву:
1. Поширені методи зварювання
Інертне газове захисне зварювання: зварювання інертного газу вольфраму (GTAW) та зварювання металевого інертного газу (GMAW) є кращими методами зварювання нікельського сплаву, особливо для тонкостінних труб та невеликих деталей, що може ефективно уникнути окислення та домішок.
Лазерне зварювання та зварювання електронного променя: технологія зварювання високоенергетичного променя (наприклад, лазерне зварювання та зварювання електронів) можуть досягти високоточного з'єднання товстих пластини нікельових сплавів, з щільною структурою зварювання та невеликою зоною, що постраждала від тепла. Він успішно застосовувався при зварюванні компонентів гарячого кінця газових турбін та товстих тарілок кораблів.
Дифузійне зварювання та пайка: дифузійне зварювання (наприклад, дифузійне зварювання дифузійного рідкого фази) з використанням сплавів на основі нікелю як проміжного шару може вирішити проблему з'єднання різноманітних матеріалів (наприклад, залізо-хромієві алюмінієві сплави), а міцність суглоба може досягти більше 70% батьківського матеріалу.
2. Вибір зварювальних матеріалів та управління процесами
Збір матеріалу зварювання: зварювальний провід або зварювальний стрижень з аналогічним складом до батьківського матеріалу слід вибрати, такі як високогірні сплави на основі нікелю на основі нікелю (наприклад, ARC625, incoloy 825) для зменшення ризику сегрегації елементів.
Оптимізація параметрів процесу: Під час зварювання розпилення дуги плазми збільшення струму передачі дуги зменшить твердість та стійкість до зносу шару зварювання, але додавання карбіду вольфраму (WC) може значно покращити продуктивність. Зварювання з мідним нікелевим сплавом вимагає суворого контролю над захистом аргону, щоб запобігти утворенню пор.
3. Профілактика дефектів та контроль якості
Гарячі тріщини та пори: ризик гарячих тріщин може бути знижений, контролюючи температуру про міжшарового (уникаючи перебування в зоні сенсибілізації), зберігаючи зварювальне середовище сухим та використовуючи вузьку технологію зварного бісеру.
Залишкове управління стресом: Метод сліпої діри та метод відступу можуть точно перевірити залишкове напруження зварювання. Коефіцієнт калібрування повинен поєднуватися з фактичною калібруванням, а не теоретичним розрахунком для забезпечення надійності даних.
4. Типові випадки застосування
Поле ядерної потужності: Шлях розповсюдження тріщин сплаву на основі нікелю на 52 м. Необхідно звернути увагу. Тріщину легко відхилитись до матеріалу з низькою міцністю, і процедуру оцінки потрібно відрегулювати в поєднанні з невідповідністю міцності матеріалу.
Ультра-низьке температурне середовище: Зварювання газового захисту від флюсу (FCAW-G) успішно використовувалося для зварювання градусів -196 сплаву incoloy 825, а міцність впливу суглоба відповідає стандарту, задовольняючи потреби скрапленого обладнання природного газу.
Композитне зварювання пластини: Технологія обшивки електромагнітного електрода STRIP Electrod може покращити міжгранулярну корозійну стійкість біметалічних композиційних пластини на основі нікелю 825, забезпечуючи при цьому міцність базового матеріалу.
5. Майбутнє напрямок досліджень
Поточні дослідження фокусуються на інтелектуальному зварюванні променя високої енергії, аналізі поведінки інтерфейсу різного матеріалу та чисельному моделюванні процесу зварювання. Наприклад, технологія лазерної облицювання може відновити знос високотемпературних деталей сплавів, а зварені з'єднання сплавів на основі нікелю та композитних труб з вуглецевої сталі пройшли міжгранулярні випробування на корозійну та механічну власність, забезпечуючи нові рішення для суворих умов праці.
Висновок
Прогрес технології зварювання нікельського сплаву залежить від узгодженої розробки матеріалознавства, оптимізації процесів та виявлення. В майбутньому, з популяризацією інтелектуального зварювального обладнання та розробкою нових зварювальних матеріалів, ефективність та якість зварювання нікельського сплаву будуть ще більше покращені, сприяючи модернізації виробничої галузі високого класу.
