Le leghe a base di nichel sono ampiamente utilizzate in aerospaziale, energia e chimica, costruzione navale e altri campi a causa della loro eccellente resistenza alla corrosione, resistenza ad alta temperatura e resistenza alla fatica. Tuttavia, il processo di saldatura è complesso e soggetto a difetti come fessure termiche e pori. È necessario selezionare metodi e parametri di processo appropriati in base alle proprietà del materiale. Le seguenti sono le tecnologie di base e il progresso della ricerca della saldatura in lega di nichel:
1. Metodi di saldatura comuni
Saldatura a gas inerte: saldatura a gas inerte in tungsteno (GTAW) e saldatura a gas inerte in metallo (GMAW) sono i metodi preferiti per la saldatura in lega di nichel, in particolare per tubi a parete sottile e piccole parti, che possono effettivamente evitare ossidazione e impurità.
La saldatura laser e la saldatura a fascio di elettroni: la tecnologia di saldatura a fascio ad alta energia (come la saldatura laser e la saldatura a fascio di elettroni) possono ottenere un collegamento ad alta precisione di leghe di nichel a piastra spessa, con una densa struttura di saldatura e una piccola zona colpita dal calore. È stato applicato con successo nella saldatura di componenti a caldo delle turbine a gas e spesse piastre di navi.
Saldatura di diffusione e brasatura: saldatura a diffusione (come saldatura a diffusione della fase liquida transitoria) usando leghe a base di nichel poiché lo strato intermedio può risolvere il problema di connessione di materiali diversi (come leghe di ferro-cromo-alluminio) e la resistenza all'articolazione può raggiungere più del 70% del materiale genitore.
2. Selezione dei materiali di saldatura e controllo del processo
Materiale di saldatura: il filo di saldatura o l'asta di saldatura con composizione simile al materiale genitore devono essere selezionati, come materiali di saldatura in lega ad alto nichel a base di nichel (come ARC625, inoloy 825) per ridurre il rischio di segregazione dell'elemento.
Ottimizzazione dei parametri di processo: durante la saldatura a spruzzo ad arco plasmatico, l'aumento della corrente dell'arco di trasferimento ridurrà la durezza e la resistenza all'usura dello strato di saldatura, ma l'aggiunta del carburo di tungsteno (WC) può migliorare significativamente le prestazioni. La saldatura in lega di rame-nichel richiede un forte controllo della protezione dell'argon per prevenire la formazione dei pori.
3. Prevenzione dei difetti e controllo di qualità
Crack e pori caldi: il rischio di fessure calde può essere ridotto controllando la temperatura di interstrato (evitando il soggiorno nella zona di sensibilizzazione), mantenendo asciutta l'ambiente di saldatura e utilizzando la tecnologia di perline di saldatura stretta.
Gestione residua di stress: il metodo del buco cieco e il metodo di rientro possono testare accuratamente lo stress residuo di saldatura. Il coefficiente di calibrazione deve essere combinato con la calibrazione effettiva piuttosto che con il calcolo teorico per garantire l'affidabilità dei dati.
4. Casi di applicazione tipici
Field di energia nucleare: il percorso di propagazione delle crepe dell'articolazione dissimile in lega a base di nichel deve essere prestata attenzione. La fessura è facile da deviare al materiale a bassa resistenza e la procedura di valutazione deve essere regolata in combinazione con la mancata corrispondenza della resistenza del materiale.
Ambiente a temperatura ultra-bassa: la saldatura schermata a gas a flusso (FCAW-G) è stata utilizzata con successo per la saldatura -196 gradi di lega 825 incornoy e la resistenza all'impatto dell'articolazione ha soddisfatto lo standard, soddisfacendo le esigenze di attrezzatura a gas naturale liquefato.
Saldatura a piastre composite: la tecnologia del rivestimento dell'elettroslag di elettrodi a strisce può migliorare la resistenza alla corrosione intergranulare delle piastre composite a base di nichel bimetalliche a base di nichel, garantendo al contempo la resistenza del materiale di base.
5. Direzione della ricerca futura
La ricerca attuale si concentra sulla saldatura intelligente ad alta energia, l'analisi del comportamento di interfaccia del materiale diverso e la simulazione numerica del processo di saldatura. Ad esempio, la tecnologia del rivestimento laser può riparare l'usura delle parti in lega ad alta temperatura e le articolazioni saldate di leghe a base di nichel e tubi compositi in acciaio al carbonio hanno superato la corrosione intergranulare e i test di proprietà meccanica, fornendo nuove soluzioni per condizioni di lavoro difficili.
Conclusione
L'avanzamento della tecnologia di saldatura in lega di nichel dipende dallo sviluppo coordinato della tecnologia di scienza dei materiali, ottimizzazione dei processi e rilevamento. In futuro, con la divulgazione di attrezzature di saldatura intelligenti e lo sviluppo di nuovi materiali di saldatura, l'efficienza e la qualità della saldatura in lega di nichel saranno ulteriormente migliorati, promuovendo l'aggiornamento dell'industria manifatturiera di fascia alta.
