Erilaisten metallien hitsauksessa on joitakin luontaisia ongelmia, jotka estävät sen kehitystä, kuten erilaisten metallien sulamisvyöhykkeen koostumus ja suorituskyky.Suurin osa erilaisen metallin hitsausrakenteen vaurioista tapahtuu sulamisvyöhykkeellä.Johtuen hitsien erilaisista kiteytysominaisuuksista kussakin osassa lähellä sulamisvyöhykettä, on myös helppo muodostaa siirtymäkerros, jonka suorituskyky ja koostumus muuttuvat.
Lisäksi pitkästä aikaa korkeassa lämpötilassa diffuusiokerros laajenee tällä alueella, mikä lisää metallin epätasaisuuksia entisestään.Lisäksi, kun erilaisia metalleja hitsataan tai lämpökäsittelyn tai hitsauksen jälkeisen korkean lämpötilan käytön jälkeen, havaitaan usein, että niukkaseosteisen puolen hiili "vaeltaa" hitsausrajan kautta runsasseosteiseen hitsiin muodostaen hiiltä poistokerroksia. fuusiolinjan molemmille puolille.Ja hiiletyskerros, perusmetalli muodostaa hiilenpoistokerroksen matalaseosteiselle puolelle ja hiiletyskerros muodostuu runsasseosteiselle hitsauspuolelle.
Esteet ja esteet erilaisten metallirakenteiden käytölle ja kehittämiselle ilmenevät pääasiassa seuraavista näkökohdista:
1. Huoneenlämmössä erilaisten metallien hitsausliitosalueen mekaaniset ominaisuudet (kuten veto-, isku-, taivutus- jne.) ovat yleensä paremmat kuin hitsattavan perusmetallin.Kuitenkin korkeissa lämpötiloissa tai pitkäaikaisen käytön jälkeen korkeissa lämpötiloissa liitosalueen suorituskyky on huonompi kuin perusmetallin.materiaalia.
2. Austeniittihitsin ja perusperliittimetallin välillä on martensiittisiirtymäalue.Tällä vyöhykkeellä on alhainen sitkeys ja se on erittäin kovuus hauras kerros.Se on myös heikko vyöhyke, joka aiheuttaa komponenttien vikoja ja vaurioita.Se vähentää hitsattua rakennetta.käytön luotettavuus.
3. Hiilen kulkeutuminen hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn tai korkean lämpötilan käytön aikana aiheuttaa hiiltyneiden kerrosten ja hiiltä poistettujen kerrosten muodostumisen sulatuslinjan molemmille puolille.Yleisesti uskotaan, että hiilen vähentäminen hiilenpoistokerroksessa johtaa suuriin muutoksiin (yleensä heikkenemiseen) alueen rakenteessa ja suorituskyvyssä, mikä tekee tämän alueen alttiiksi varhaiselle epäonnistumiselle palvelun aikana.Monien käytössä tai testattavana olevien korkean lämpötilan putkistojen vikaosat ovat keskittyneet hiilenpoistokerrokseen.
4. Epäonnistuminen liittyy sellaisiin olosuhteisiin kuin aika, lämpötila ja vaihtuva rasitus.
5. Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely ei voi poistaa jäännösjännityksen jakautumista liitosalueella.
6. Kemiallisen koostumuksen epähomogeenisuus.
Kun hitsataan erilaisia metalleja, koska hitsin molemmilla puolilla olevat metallit ja hitsin seoskoostumus ovat selvästi erilaisia, hitsausprosessin aikana perusmetalli ja hitsausmateriaali sulavat ja sekoittuvat keskenään.Sekoituksen tasaisuus muuttuu hitsausprosessin muuttuessa.Muutokset ja sekoituksen tasaisuus on myös hyvin erilainen hitsausliitoksen eri kohdissa, mikä johtaa hitsausliitoksen kemiallisen koostumuksen epähomogeenisuuteen.
7. Metallografisen rakenteen epähomogeenisuus.
Hitsausliitoksen kemiallisen koostumuksen epäjatkuvuudesta johtuen hitsauksen lämpösyklin kokemisen jälkeen jokaiselle hitsausliitoksen alueelle ilmestyy erilaisia rakenteita ja joillain alueilla esiintyy usein erittäin monimutkaisia organisaatiorakenteita.
8. Suorituksen epäjatkuvuus.
Erot hitsausliitosten kemiallisessa koostumuksessa ja metallografisessa rakenteessa aiheuttavat erilaisia hitsausliitosten mekaanisia ominaisuuksia.Hitsausliitoksen eri alueiden lujuus, kovuus, plastisuus, sitkeys, iskuominaisuudet, korkean lämpötilan viruminen ja kestävyysominaisuudet ovat hyvin erilaisia.Tämä merkittävä epähomogeenisuus saa hitsausliitoksen eri kohdat käyttäytymään hyvin eri tavalla samoissa olosuhteissa, jolloin ilmaantuu heikentynyttä ja vahvistunutta aluetta.Erityisesti korkeissa lämpötiloissa huoltoprosessin aikana on käytössä erilaisia metallihitsausliitoksia.Varhaisia epäonnistumisia tapahtuu usein.
Erilaisten hitsausmenetelmien ominaisuudet erilaisten metallien hitsauksessa
Useimpia hitsausmenetelmiä voidaan käyttää erilaisten metallien hitsaukseen, mutta hitsausmenetelmiä valittaessa ja prosessimittauksia määriteltäessä tulee silti huomioida erilaisten metallien ominaisuudet.Erilaisten perusmetallien ja hitsausliitosten vaatimusten mukaisesti sulahitsausta, painehitsausta ja muita hitsausmenetelmiä käytetään erilaisissa metallihitsauksessa, mutta jokaisella on omat etunsa ja haittansa.
1. Hitsaus
Yleisimmin käytetty sulahitsausmenetelmä erilaisissa metallien hitsauksessa on elektrodikaarihitsaus, upokaarihitsaus, suojakaasuhitsaus, sähkökuonahitsaus, plasmakaarihitsaus, elektronisuihkuhitsaus, laserhitsaus jne. Laimentumisen vähentämiseksi alenna sulatusta eri metallien perusmateriaalien sulamismäärän suhdetta tai säätöä voidaan yleensä käyttää, elektronisuihkuhitsausta, laserhitsausta, plasmakaarihitsausta ja muita menetelmiä, joilla on korkeampi lämmönlähteen energiatiheys.
Läpäisysyvyyden vähentämiseksi voidaan ottaa käyttöön teknisiä toimenpiteitä, kuten epäsuora kaari, kääntölanka, nauhaelektrodi ja ylimääräinen jännitteetön hitsauslanka.Mutta mitä tahansa, niin kauan kuin kyseessä on sulahitsaus, osa perusmetallista sulaa aina hitsiin ja aiheuttaa laimentumista.Lisäksi muodostuu metallien välisiä yhdisteitä, eutektiikkaa jne.Tällaisten haitallisten vaikutusten lieventämiseksi metallien viipymisaikaa nestemäisessä tai korkean lämpötilan kiinteässä tilassa on säädettävä ja lyhennettävä.
Huolimatta hitsausmenetelmien ja prosessitoimenpiteiden jatkuvasta parantamisesta ja parantamisesta on kuitenkin edelleen vaikeaa ratkaista kaikkia ongelmia erilaisten metallien hitsauksessa, koska metalleja on monenlaisia, suorituskykyvaatimuksia ja liitosmuotoja on erilaisia.Monissa tapauksissa on tarpeen Painehitsausta tai muita hitsausmenetelmiä käytetään ratkaisemaan tiettyjen erilaisten metalliliitosten hitsausongelmia.
2. Painehitsaus
Useimmat painehitsausmenetelmät vain lämmittävät hitsattavan metallin plastiseen tilaan tai eivät edes lämmitä sitä, vaan käyttävät tiettyä painetta perusominaisuutena.Verrattuna sulahitsaukseen, painehitsauksella on tiettyjä etuja hitsattaessa erilaisia metalliliitoksia.Niin kauan kuin liitoksen muoto sallii ja hitsauksen laatu täyttää vaatimukset, painehitsaus on usein järkevämpi valinta.
Painehitsauksen aikana erilaisten metallien rajapinnat voivat sulaa tai olla sulamatta.Kuitenkin paineen vaikutuksesta, vaikka pinnalla olisikin sulaa metallia, se puristuu ja purkautuu (kuten flash- ja kitkahitsaus).Vain harvoissa tapauksissa Painehitsauksen (kuten pistehitsauksen) jälkeen jää jäljelle sulaa metallia.
Koska painehitsaus ei kuumene tai lämmityslämpötila on alhainen, se voi vähentää tai välttää lämpösyklien haitallisia vaikutuksia perusmetallin metalliominaisuuksiin ja estää hauraiden metallien välisten yhdisteiden muodostumisen.Jotkut painehitsausmuodot voivat jopa puristaa syntyneet metallien väliset yhdisteet pois liitoksesta.Lisäksi painehitsauksen aikana tapahtuvan laimentumisen aiheuttamat muutokset hitsimetallin ominaisuuksissa ei ole ongelma.
Useimmissa painehitsausmenetelmissä on kuitenkin tietyt vaatimukset liitosmuodolle.Esimerkiksi pistehitsauksessa, saumahitsauksessa ja ultraäänihitsauksessa on käytettävä limitysliitoksia;kitkahitsauksen aikana vähintään yhdellä työkappaleella on oltava pyörivä rungon poikkileikkaus;räjähdyshitsaus soveltuu vain laajempiin liitäntöihin jne. Painehitsauslaitteet eivät ole vielä suosittuja.Nämä epäilemättä rajoittavat painehitsauksen sovellusaluetta.
3. Muut menetelmät
Sulahitsauksen ja painehitsauksen lisäksi on olemassa useita menetelmiä, joilla voidaan hitsata erilaisia metalleja.Esimerkiksi juottaminen on menetelmä erilaisten metallien hitsaamiseksi täytemetallin ja epäjalometallin välille, mutta tässä käsitellään erikoisempaa juotosmenetelmää.
On olemassa menetelmä, jota kutsutaan sulatushitsaukseksi, eli eri metalliliitoksen matalan sulamispisteen epäjalometallin puoli sulahitsataan ja korkean sulamispisteen epäjalometallin puoli juotetaan.Ja yleensä juotteena käytetään samaa metallia kuin matalan sulamispisteen perusmateriaali.Siksi juotostäytemetallin ja matalan sulamispisteen perusmetallin välinen hitsausprosessi on sama metalli, eikä siinä ole erityisiä vaikeuksia.
Juotosprosessi tapahtuu täytemetallin ja korkean sulamispisteen perusmetallin välillä.Perusmetalli ei sula tai kiteydy, jolloin voidaan välttää monet hitsattavuusongelmat, mutta täytemetallia tarvitaan, jotta se pystyy kostuttamaan perusmetallin hyvin.
Toinen menetelmä on nimeltään eutektinen juottaminen tai eutektinen diffuusiojuotto.Tällä lämmitetään erilaisten metallien kosketuspinta tiettyyn lämpötilaan niin, että nämä kaksi metallia muodostavat matalan sulamispisteen eutektin kosketuspinnalle.Matalan sulamispisteen eutektiikka on tässä lämpötilassa nestemäistä, ja siitä tulee olennaisesti eräänlainen juote ilman ulkoista juotetta.Juotosmenetelmä.
Tietenkin tämä edellyttää matalan sulamispisteen eutektin muodostumista kahden metallin välille.Erilaisten metallien diffuusiohitsauksen aikana lisätään välikerrosmateriaalia ja välikerrosmateriaalia kuumennetaan erittäin alhaisessa paineessa sulamaan tai muodostamaan matalan sulamispisteen eutektiikka kosketuksessa hitsattavan metallin kanssa.Tällä hetkellä muodostunut ohut nestekerros tietyn lämmönsäilytysprosessin jälkeen saa välikerroksen materiaalin sulamaan.Kun kaikki välikerrosmateriaalit diffundoidaan perusmateriaaliin ja homogenoidaan, voidaan muodostaa erilainen metalliliitos ilman välimateriaaleja.
Tämän tyyppinen menetelmä tuottaa pienen määrän nestemäistä metallia hitsausprosessin aikana.Siksi sitä kutsutaan myös nestefaasisiirtymähitsaukseksi.Niiden yhteinen piirre on, että liitoksessa ei ole valurakennetta.
Huomioitavaa erilaisten metallien hitsauksessa
1. Ota huomioon hitsin fysikaaliset, mekaaniset ominaisuudet ja kemiallinen koostumus
(1) Valitse tasalujuuden näkökulmasta hitsaustangot, jotka täyttävät perusmetallin mekaaniset ominaisuudet, tai yhdistä perusmetallin hitsattavuus hitsauspuikoihin, joiden lujuus ja hitsattavuus on erilainen, mutta ota huomioon hitsaustankojen rakenne. hitsaa vastaamaan yhtä lujuutta.Lujuus ja muut jäykkyysvaatimukset.
(2) Tee seoksen koostumus yhdenmukaiseksi perusmateriaalin kanssa tai lähelle sitä.
(3) Kun perusmetalli sisältää suuria määriä haitallisia C-, S- ja P-epäpuhtauksia, tulee valita hitsaustangot, joilla on parempi halkeamankestävyys ja huokoisuuskestävyys.On suositeltavaa käyttää kalsiumtitaanioksidielektrodia.Jos ongelmaa ei vieläkään voida ratkaista, voidaan käyttää vähävetyistä natriumhitsausta.
2. Ota huomioon hitsauksen työolosuhteet ja suorituskyky
(1) Laakerin dynaamisen kuormituksen ja iskukuorman olosuhteissa lujuuden varmistamisen lisäksi iskunkestävyyden ja venymän vaatimukset ovat korkeat.Matalavety-, kalsiumtitaani- ja rautaoksidityyppiset elektrodit tulee valita kerralla.
(2) Jos ruostumattomasta teräksestä valmistetut hitsaussauvat joutuvat kosketuksiin syövyttävien väliaineiden kanssa, ne on valittava aineen tyypin, pitoisuuden, työskentelylämpötilan ja sen perusteella, onko kyseessä yleinen vaatetus vai rakeiden välinen korroosio.
(3) Kulumisolosuhteissa työskennellessä on erotettava, onko kyseessä normaali tai iskukuluminen ja onko kyseessä normaalilämpötilassa vai korkeassa lämpötilassa tapahtuva kuluminen.
(4) Kun työskennellään ei-lämpötilaolosuhteissa, tulee valita vastaavat hitsaustangot, jotka varmistavat alhaisen tai korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet.
3. Ota huomioon hitsauksen kollektiivisen muodon monimutkaisuus, jäykkyys, hitsausmurtuman valmistelu ja hitsausasento.
(1) Monimutkaisen muodon tai suuren paksuuden omaavissa hitsauksissa hitsimetallin kutistumisjännitys jäähdytyksen aikana on suuri ja halkeamia voi esiintyä.On valittava hitsaustangot, joilla on vahva halkeamiskestävyys, kuten vähävetyiset hitsaustangot, erittäin sitkeät hitsaustangot tai rautaoksidihitsaustaangot.
(2) Hitsauksille, joita ei voida olosuhteista johtuen kääntää, on valittava hitsaustangot, jotka voidaan hitsata kaikissa asennoissa.
(3) Käytä vaikeasti puhdistettavia hitsausosia varten happamia hitsaustankoja, jotka ovat voimakkaasti hapettavia ja epäherkkiä hilseelle ja öljylle, jotta vältät vikoja, kuten huokoset.
4. Harkitse hitsauspaikan laitteita
Paikoissa, joissa ei ole tasavirtahitsauskonetta, ei ole suositeltavaa käyttää hitsauspuikkoja rajoitetulla tasavirtalähteellä.Sen sijaan tulisi käyttää AC- ja DC-virtalähteellä varustettuja hitsaustankoja.Joidenkin terästen (kuten perliittisen lämmönkestävän teräksen) on poistettava lämpöjännitys hitsauksen jälkeen, mutta niitä ei voida lämpökäsitellä laiteolosuhteiden (tai rakenteellisten rajoitusten) vuoksi.Sen sijaan tulee käyttää hitsauspuikkoja, jotka on valmistettu muista kuin epäjaloista metallimateriaaleista (kuten austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä), eikä hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä tarvita.
5. Harkitse hitsausprosessien parantamista ja työntekijöiden terveyden suojelemista
Jos sekä happamat että emäksiset elektrodit voivat täyttää vaatimukset, happamia elektrodeja tulee käyttää mahdollisimman paljon.
6. Harkitse työn tuottavuutta ja taloudellista rationaalisuutta
Saman suorituskyvyn tapauksessa meidän tulisi yrittää käyttää edullisempia happamia hitsaustankoja alkalisten hitsaustankojen sijaan.Happamista hitsaustangoista kalleimmat ovat titaanityyppi ja titaani-kalsiumtyyppi.Kotimaani mineraalivarojen tilanteen mukaan titaanirautaa olisi edistettävä voimakkaasti.Pinnoitettu hitsaustanko.
Postitusaika: 27.10.2023