Onderzoek naar lastechnologie van op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legering
1. Inleiding
Legeringen met een nikkelmassafractie van meer dan 30% worden over het algemeen op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legeringen genoemd, die vergelijkbaar zijn met austenitisch roestvrij staal. De microstructuur van op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legeringen is eenfase austeniet en er is geen faseverandering in de vaste toestand. De korrels van het moedermateriaal en het lasmetaal kunnen niet worden verfijnd door warmtebehandeling.
Het heeft unieke eigenschappen voor fysische, chemische en corrosieweerstand. Het kan corrosie van verschillende corrosieve media weerstaan in het bereik van 200-1090 graad. Tegelijkertijd heeft het ook goede mechanische eigenschappen met een hoge en lage temperatuur. Het wordt veel gebruikt in petrochemische, kernenergie, ruimtevaart en andere industrieën.
Veelgebruikte op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legeringen kunnen worden onderverdeeld in vier grote series:
① Ni-Cu-systeem bestaat uit Ni en Cu als de belangrijkste elementen, Monel Alloy genaamd, vertegenwoordigd door 4000 seriesnummers;
② NICRFE -systeem bestaat voornamelijk uit Ni, Cr is meer dan Fe, genaamd Inconel -legering, vertegenwoordigd door 6000 seriesnummers;
③ Nikkel-ijzer-chromiumsysteem, NI-gehalte is minder dan 50%, Fe is meer dan Cr, Incoloy-legering genoemd, vertegenwoordigd door 8000 seriesnummers;
④ ni mo of ni mo cr -systeem wordt Hastelloy -legering genoemd, met Ni als het belangrijkste element en het hoge MO -gehalte.
2. Veelvoorkomende problemen in het lasproces van legeringen op basis van nikkel
2.1 Hot Cracks
In het lasproces van legeringen op basis van nikkel is de las vatbaar voor macroscheuren (stollingsscheuren) en microscheuren (polygonale scheuren), of beide.
Intergranulaire vloeibare film is de belangrijkste metallurgische factor die stollingsscheuren veroorzaakt in eenfase austenitische lassen van nikkelgebaseerde legeringen. Bij het lassen van nikkelgebaseerde legeringen, scheiden onzuiverheden zoals S en Si in het lasmetaal om een laag smeltende eutectische (ninis, 645 graden) te vormen.
Tijdens de kristallisatie van het lasmetaal blijft de laagsmeltende eutectische vloeibare film in het korrelgrensgebied. Vanwege de grote lineaire expansiecoëfficiënt van nikkelgebaseerde legeringen wordt een significante trekspanning gegenereerd tijdens het lassen en is de vloeibare film vatbaar voor kraken onder de werking van krimpspanning tijdens kristallisatie.
De microstructuur van de op nikkel gebaseerde legeringslas is eenfase austeniet. De vorming en ontwikkeling van polygonale korrelgrenzen tussen lassen van zuiver metaal en eenfase legering zijn de belangrijkste redenen voor het genereren van polygonale scheuren in nikkelgebaseerde legeringslassen.
Om het vermogen van eenfase austenitische legering lasmetaal te verbeteren om thermisch kraken te weerstaan, worden Mo, W, MN, TA, CR, NB en andere vaste oplossing versterkende elementen toegevoegd aan het lasmateriaal, dat effectief de vorming en ontwikkeling van hete scheuren en polygonale korrelgrenzen in nickel-lassen kan remmen.
2.2 Porositeit
Het smeltbereik van op nikkel gebaseerde legeringen ligt tussen 1287 en 1446 graden en het temperatuurverschil van vaste vloeistof is erg klein. Het afgezette metaal is viskeus en heeft een slechte vloeibaarheid. Onder de omstandigheden van snelle koeling en kristallisatie heeft het gas geen tijd om te ontsnappen en vormt het poriën in de las.
2.3 Slagen opname
De oxiden van pure nikkel- en nikkellegeringen verschillen van die van staal. Het smeltpunt van zuiver ijzer is bijvoorbeeld 1538 graden, FeO is 1420 graden en Fe3O2 is 1565 graden. Daarom zijn de oxiden en het oudermetaal tijdens stalen lassen bijna gesmolten.
Er zijn echter significante verschillen in de smelpunten van nikkel- en nikkeloxide, zoals het smeltpunt van pure nikkel is 1446 graden, terwijl het smeltpunt van NIO 2090 graden is. Het is te zien dat de oxiden van nikkellegeringen in vaste vorm worden bewaard tijdens het lassen, wat resulteert in onvolledige fusie en discontinue oxide -insluitsels.
2.4 Onderbreking
Vanwege de slechte vloeibaarheid van het lasmetaal van legeringen op basis van nikkel, kan de vereiste penetratiediepte worden bereikt met behulp van een lichte slingerende techniek. Wanneer u echter naar de extreme positie van elke zijde zwaait, als de houdtijd te kort is en er niet genoeg tijd is om het gesmolten lasmetaal te vullen, zal dit ondermijnen veroorzaken.
3. Belangrijkste punten van het lasproces
3.1 Selectie van lasmethode
Voor het lassen van nikkelgebaseerde legeringen hebben stickbooglassen, gaswolfraam lassen en gasmetaalbooglassen de voorkeur. Automatisch ondergedompelde booglassen kan ook worden gebruikt voor het lassen van dikke platen.
Veel verschillende lasprocessen zijn geschikt voor verschillende materialen en toepassingen. Deze omvatten:
Afgeschermde metalen booglassen (SMAW): ook bekend als stoklassen, Smaw gebruikt een verbruikselektrode gecoat met flux voor lassen.
Gasmetaalbooglassen (GMAW\/MIG): het gebruikt een continue vaste draad die door het laspistool wordt gevoed en een afschermingsgas om de laspool te beschermen tegen besmetting.
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW\/TIG): Dit proces maakt gebruik van een niet-afkomstigbare wolfraam-elektrode en een afschermingsgas. Indien nodig kan het vulmetaal afzonderlijk worden gevoed.
Flux-cored boog lassen (FCAW): vergelijkbaar met MIG-lassen, is de kern van de draad gevuld met flux.
Ondergedompelde booglassen (SAW): dit proces omvat het vormen van een boog tussen een continu gevoed lasdraad en het werkstuk, het onderdompelen van het lasgebied onder een laag flux.
