Има някои присъщи проблеми на заваряването на различни метали, които възпрепятстват неговото развитие, като например състава и производителността на зоната за топене на различни метали.По-голямата част от щетите на разнородната метална заваръчна структура възникват в зоната на топене.Поради различните характеристики на кристализация на заваръчните шевове във всяка секция в близост до зоната на топене, също така е лесно да се образува преходен слой с лоша производителност и промени в състава.
Освен това, поради дългото време при висока температура, дифузионният слой в тази област ще се разшири, което допълнително ще увеличи неравностите на метала.Освен това, когато различни метали се заваряват или след топлинна обработка или операция при висока температура след заваряване, често се установява, че въглеродът от страната с ниско съдържание на сплави „мигрира“ през границата на заваръчния шев към заваръчния шев с високо съдържание на сплав, образувайки обезвъглеродяващи слоеве върху от двете страни на линията на сливане.И карбуризиращият слой, основният метал образува обезвъглеродяващ слой от страната на нисколегираната сплав, а карбуризиращият слой се образува от страната на заваръчния шев с високо съдържание на сплав.
Пречките и бариерите пред използването и развитието на различни метални конструкции се проявяват главно в следните аспекти:
1. При стайна температура механичните свойства (като якост на опън, удар, огъване и т.н.) на областта на заварените съединения на разнородни метали обикновено са по-добри от тези на основния метал, който ще бъде заварен.Въпреки това, при високи температури или след продължителна работа при високи температури, производителността на областта на съединението е по-ниска от тази на основния метал.материал.
2. Има мартензитна преходна зона между аустенитната заварка и перлитния основен метал.Тази зона има ниска якост и е крехък слой с висока твърдост.Това също е слаба зона, която причинява отказ и повреда на компонентите.Това ще намали заварената конструкция.надеждност на използване.
3. Миграцията на въглерод по време на термична обработка след заваряване или работа при висока температура ще доведе до образуването на карбуризирани слоеве и декарбуризирани слоеве от двете страни на линията на топене.Обикновено се смята, че намаляването на въглерода в обезвъглеродения слой ще доведе до големи промени (като цяло влошаване) в структурата и работата на зоната, правейки тази област предразположена към ранен отказ по време на експлоатация.Повредените части на много високотемпературни тръбопроводи в експлоатация или в процес на изпитване са концентрирани в слоя за обезвъглеродяване.
4. Повредата е свързана с условия като време, температура и променлив стрес.
5. Термичната обработка след заваряване не може да елиминира разпределението на остатъчното напрежение в областта на съединението.
6. Нееднородност на химичния състав.
Когато се заваряват различни метали, тъй като металите от двете страни на заваръчния шев и съставът на сплавта на заваръчния шев са очевидно различни, по време на процеса на заваряване основният метал и заваръчният материал ще се стопят и смесят един с друг.Еднородността на смесването ще се промени с промяната на процеса на заваряване.Промени и равномерността на смесване също е много различна при различни позиции на заварената връзка, което води до нехомогенност на химичния състав на заварената връзка.
7. Нехомогенност на металографската структура.
Поради прекъсването на химичния състав на заваръчното съединение, след преминаване на термичния цикъл на заваряване, във всяка област на завареното съединение се появяват различни структури, а в някои области често се появяват изключително сложни организационни структури.
8. Прекъсване на изпълнението.
Разликите в химичния състав и металографската структура на заварените съединения водят до различни механични свойства на заварените съединения.Силата, твърдостта, пластичността, издръжливостта, свойствата на удар, пълзенето при висока температура и свойствата на издръжливост на различните области по дължината на заварената връзка са много различни.Тази значителна нехомогенност кара различните зони на заварената връзка да се държат много различно при едни и същи условия, като се появяват отслабени и усилени зони.Особено при условия на висока температура, различни метални заварени съединения се използват по време на процеса на обслужване.Често се случват ранни повреди.
Характеристики на различните методи на заваряване при заваряване на разнородни метали
Повечето методи за заваряване могат да се използват за заваряване на разнородни метали, но при избора на заваръчни методи и формулирането на мерки за процеса все пак трябва да се имат предвид характеристиките на разнородните метали.В съответствие с различните изисквания на основния метал и заварените съединения, заваряване чрез стопяване, заваряване под налягане и други методи на заваряване се използват при заваряване на различни метали, но всеки има своите предимства и недостатъци.
1. Заваряване
Най-често използваният метод за заваряване чрез стопяване при заваряване на различни метали е дъгово заваряване с електрод, дъгово заваряване под флюс, електродъгово заваряване в защитен газ, електродъгово заваряване, плазмено дъгово заваряване, заваряване с електронен лъч, лазерно заваряване и др. За да намалите разреждането, намалете топенето съотношение или контролиране на количеството на топене на различни метални основни материали, обикновено могат да се използват заваряване с електронен лъч, лазерно заваряване, заваряване с плазмена дъга и други методи с по-висока енергийна плътност на източника на топлина.
За да се намали дълбочината на проникване, могат да се използват технологични мерки като индиректна дъга, въртяща се заваръчна тел, лентов електрод и допълнителна заваръчна тел без захранване.Но независимо от всичко, стига да е заваряване чрез стопяване, част от основния метал винаги ще се стопи в заваръчния шев и ще причини разреждане.Освен това ще се образуват интерметални съединения, евтектики и др.За да се смекчат подобни неблагоприятни ефекти, времето на престой на металите в течно или високотемпературно твърдо състояние трябва да се контролира и съкрати.
Въпреки това, въпреки непрекъснатото усъвършенстване и подобряване на методите за заваряване и мерките на процеса, все още е трудно да се решат всички проблеми при заваряване на различни метали, тъй като има много видове метали, различни изисквания за производителност и различни форми на съединения.В много случаи е необходимо да се използват заваряване под налягане или други заваръчни методи за решаване на проблемите със заваряването на специфични различни метални съединения.
2. Заваряване под налягане
Повечето методи за заваряване под налягане само нагряват метала, който трябва да бъде заварен, до пластично състояние или дори не го нагряват, но прилагат определено налягане като основна характеристика.В сравнение със заваряването чрез стопяване, заваряването под налягане има определени предимства при заваряване на различни метални съединения.Докато формата на съединението позволява и качеството на заваряване отговаря на изискванията, заваряването под налягане често е по-разумен избор.
По време на заваряване под налягане интерфейсните повърхности на различни метали могат или не могат да се стопят.Въпреки това, поради ефекта на налягането, дори ако има разтопен метал на повърхността, той ще бъде екструдиран и изхвърлен (като флеш заваряване и заваряване чрез триене).Само в няколко случая след заваряване под налягане остава разтопен метал (като точково заваряване).
Тъй като заваряването под налягане не нагрява или температурата на нагряване е ниска, то може да намали или избегне неблагоприятните ефекти на термичните цикли върху металните свойства на основния метал и да предотврати генерирането на крехки интерметални съединения.Някои форми на заваряване под налягане могат дори да изтръгнат интерметалните съединения, които са били създадени от съединението.Освен това няма проблем с промени в свойствата на заваръчния метал, причинени от разреждане по време на заваряване под налягане.
Повечето методи за заваряване под налягане обаче имат определени изисквания за формата на съединението.Например точковото заваряване, заваряването на шевове и ултразвуковото заваряване трябва да използват припокриване;по време на заваряване с триене поне един детайл трябва да има напречно сечение на въртящо се тяло;заваряването с експлозия е приложимо само за връзки с по-голяма площ и т.н. Оборудването за заваряване под налягане все още не е популярно.Те несъмнено ограничават обхвата на приложение на заваряването под налягане.
3. Други методи
В допълнение към заваряването чрез стопяване и заваряването под налягане, има няколко метода, които могат да се използват за заваряване на различни метали.Например спояването е метод за заваряване на различни метали между добавъчен метал и основен метал, но това, което се обсъжда тук, е по-специален метод на спояване.
Съществува метод, наречен заваряване чрез стопяване-спояване, т.е. страната с неблагороден метал с ниска точка на топене на съединението от различни метали се заварява чрез стопяване, а страната с неблагороден метал с висока точка на топене се запоява.И обикновено същият метал като основния материал с ниска точка на топене се използва като спойка.Следователно процесът на заваряване между спояващия добавъчен метал и основния метал с ниска точка на топене е един и същ метал и няма специални затруднения.
Процесът на спояване е между добавъчния метал и основния метал с висока точка на топене.Основният метал не се топи или кристализира, което може да избегне много проблеми със заваряемостта, но се изисква добавъчният метал да може да намокри добре основния метал.
Друг метод се нарича евтектично спояване или евтектично дифузионно спояване.Това е за нагряване на контактната повърхност на различни метали до определена температура, така че двата метала да образуват евтектика с ниска точка на топене на контактната повърхност.Евтектиката с ниска точка на топене е течна при тази температура, като по същество се превръща в вид спойка без необходимост от външна спойка.Метод на спояване.
Разбира се, това изисква образуването на евтектика с ниска точка на топене между двата метала.По време на дифузионно заваряване на различни метали се добавя материал за междинен слой и материалът на междинния слой се нагрява при много ниско налягане, за да се стопи или да образува евтектика с ниска точка на топене в контакт с метала, който ще бъде заварен.Тънкият слой течност, образуван по това време, след определен период на процес на запазване на топлината, кара материала на междинния слой да се стопи.Когато всички материали на междинния слой се разпръснат в основния материал и се хомогенизират, може да се образува разнородна метална връзка без междинни материали.
Този тип метод ще произведе малко количество течен метал по време на процеса на заваряване.Поради това се нарича още заваряване с течен фазов преход.Тяхната обща черта е липсата на отливка във връзката.
Неща, които трябва да имате предвид при заваряване на различни метали
1. Вземете предвид физичните, механичните свойства и химичния състав на заваръчния шев
(1) От гледна точка на еднаква якост изберете заваръчни пръти, които отговарят на механичните свойства на основния метал, или комбинирайте заваряемостта на основния метал със заваръчни пръти с различна якост и добра заваряемост, но вземете предвид структурната форма на заварка, за да отговарят на еднаква якост.Изисквания за якост и други изисквания за твърдост.
(2) Направете състава на неговата сплав в съответствие с или близо до основния материал.
(3) Когато основният метал съдържа високи нива на C, S и P вредни примеси, трябва да се изберат заваръчни пръти с по-добра устойчивост на пукнатини и устойчивост на порьозност.Препоръчително е да използвате електрод от калциев титанов оксид.Ако все още не може да бъде решен, може да се използва заваръчен прът с ниско съдържание на водород и натрий.
2. Вземете под внимание работните условия и ефективността на заварката
(1) При условие на носене на динамично натоварване и ударно натоварване, в допълнение към осигуряването на якост, има високи изисквания за ударна якост и удължение.Електроди с ниско съдържание на водород, калциево-титанов тип и тип железен оксид трябва да бъдат избрани едновременно.
(2) Ако са в контакт с корозивна среда, трябва да се изберат подходящи пръти за заваряване от неръждаема стомана въз основа на вида, концентрацията, работната температура на средата и дали това е общо облекло или междукристална корозия.
(3) Когато се работи при условия на износване, трябва да се разграничи дали е нормално или ударно износване и дали е износване при нормална температура или висока температура.
(4) Когато се работи при нискотемпературни условия, трябва да се изберат съответните заваръчни пръти, които осигуряват механични свойства при ниска или висока температура.
3. Помислете за сложността на общата форма на заваръчния шев, твърдостта, подготовката на заваръчната фрактура и позицията на заваряване.
(1) За заварени съединения със сложни форми или големи дебелини, напрежението на свиване на заваръчния метал по време на охлаждане е голямо и са склонни да се появят пукнатини.Трябва да се изберат пръти за заваряване със силна устойчивост на пукнатини, като пръти за заваряване с ниско съдържание на водород, пръти за заваряване с висока якост или пръти за заваряване с железен оксид.
(2) За заварени елементи, които не могат да бъдат обърнати поради условия, трябва да се изберат заваръчни пръти, които могат да бъдат заварени във всички позиции.
(3) За заваръчни части, които са трудни за почистване, използвайте киселинни заваръчни пръти, които са силно оксидиращи и нечувствителни към котлен камък и масло, за да избегнете дефекти като пори.
4. Обмислете оборудването на мястото за заваряване
На места, където няма DC заваръчна машина, не е препоръчително да използвате заваръчни пръти с ограничено DC захранване.Вместо това трябва да се използват заваръчни пръти с AC и DC захранване.Някои стомани (като перлитна топлоустойчива стомана) трябва да премахнат топлинния стрес след заваряване, но не могат да бъдат термично обработени поради условията на оборудването (или структурни ограничения).Вместо това трябва да се използват пръти за заваряване, изработени от неосновни метални материали (като аустенитна неръждаема стомана) и не е необходима топлинна обработка след заваряване.
5. Помислете за подобряване на процесите на заваряване и защита на здравето на работниците
Когато и киселинните, и алкалните електроди могат да отговорят на изискванията, киселинните електроди трябва да се използват колкото е възможно повече.
6. Обмислете производителността на труда и икономическата рационалност
В случай на същата производителност, трябва да се опитаме да използваме пръти за киселинно заваряване на по-ниска цена вместо пръти за алкално заваряване.Сред прътите за киселинно заваряване най-скъпите са титановият и титаново-калциевият тип.Според ситуацията с минералните ресурси на моята страна титановото желязо трябва да бъде насърчавано енергично.Пръчка за заваряване с покритие.
Време на публикуване: 27 октомври 2023 г