Kaynaklanabilirlik, homojen malzemelerin veya farklı malzemelerin, üretim sürecinin koşulları altında tam birleşimler oluşturmak ve beklenen kullanım gereksinimlerini karşılamak üzere kaynaklanabilme yeteneğini ifade eder. Kaynaklanabilirliği değerlendirme ilkeleri esas olarak şunları içerir: (1) makul kaynak prosedürleri formüle etmek için bir temel sağlamak üzere kaynaklı birleşimlerin işlem kusurları üretme eğilimini değerlendirmek; (2) kaynaklı birleşimlerin yapısal performans gereksinimlerini karşılayıp karşılayamayacağını değerlendirmek.
BİR. Alaşımlı yapısal çeliğin kaynaklanabilirliği
1. Yüksek dayanımlı çelik: Akma dayanımı σs 295MPa veya daha büyük olan çeliğe yüksek dayanımlı çelik denir.
2. Mn'nin katı çözelti güçlendirme etkisi çok önemlidir. ωMn %1,7'den az veya eşit olduğunda, tokluğu iyileştirebilir ve kırılgan geçiş sıcaklığını azaltabilir. Si, plastisiteyi ve tokluğu azaltacaktır. Ni sadece katı çözelti güçlendirmez, aynı zamanda tokluğu da iyileştirir ve kırılgan geçiş sıcaklığını büyük ölçüde azaltır. düşük sıcaklık çeliklerinde yaygın olarak kullanılan bir elementtir.
3. Sıcak haddelenmiş çelik (normalize çelik): Genellikle sıcak haddelenmiş veya normalize edilmiş halde tedarik edilen ve kullanılan, 295-490 MPa akma dayanımına sahip düşük alaşımlı, yüksek dayanımlı çelik.
4. Yüksek dayanımlı çelik kaynaklı bağlantıların tasarım prensipleri: Yüksek dayanımlı çelik, dayanımına göre seçilir, bu nedenle kaynaklı bağlantıların prensibi, kaynaklı bağlantıların dayanımının ana metalin dayanımına eşit olmasıdır (eşit dayanım prensibi), nedenleri şunlardır:
① Kaynaklı birleştirmelerin mukavemeti, ana metalin mukavemetinden daha fazladır. Mukavemet, plastik tokluk azalmıştır;
② aynı ömre eşit;
③ daha az ise, birleştirme mukavemeti yetersizdir.
5. Sıcak haddelenmiş ve normalize edilmiş çeliğin kaynaklanabilirliği: Sıcak haddelenmiş çelik az miktarda alaşım elementi içerir ve genellikle soğuk çatlamaya eğilimi azdır. Normalize edilmiş çelik daha fazla alaşım elementi içerdiğinden sertleşme eğilimi artar. Çelik karbon eşdeğeri ve plaka kalınlığının artmasıyla sertleşebilirlik ve soğuk çatlama eğilimi artar. Etkileyen faktörler:
(1) karbon eşdeğeri;
(2) sertleşme eğilimi;
(3) Isıdan etkilenen bölgenin en yüksek sertliği, ısıdan etkilenen bölgenin en yüksek sertliği, çeliğin sertleşme eğilimini ve soğuk çatlama duyarlılığını değerlendirmek için basit bir yöntemdir.
6. SR çatlakları (gerilim çatlağı giderme, tekrar ısıtma çatlakları): Mo içeren normalize çelik kalın cidarlı basınç kapları gibi kaynaklı yapılarda, kaynak sonrası gerilim giderme ısıl işlemi veya kaynak sonrası tekrar ısıtma işlemi sırasında başka bir çatlak türü ortaya çıkabilir. şeklindedir.
7. Tokluk, metallerde kırılgan çatlakların oluşma ve yayılma kolaylığını tanımlayan bir özelliktir.
8. Düşük alaşımlı çelik için kaynak malzemeleri seçilirken iki husus dikkate alınmalıdır:
① Çatlak gibi kaynak kusurları olmamalıdır;
②Performans gereksinimlerini karşılayabilir.
Sıcak haddelenmiş çelik ve normalize edilmiş çeliğin kaynaklanması genellikle kaynak malzemelerinin mukavemet seviyelerine göre seçilmesine dayanır. Seçim noktaları aşağıdaki gibidir:
①Temel metalin mekanik özelliklerine uygun kaynak malzemesi seviyesini seçin;
② Erime oranı ve soğuma hızının aynı anda etkisini göz önünde bulundurun;
③ Kaynak sonrası ısıl işlemin kaynak mekanik özellikleri üzerindeki etkisini göz önünde bulundurun.
9. Kaynak sonrası temperleme sıcaklığının belirlenmesi ilkesi:
① Ana metalin performansını etkilememek için ana metalin orijinal temperleme sıcaklığını aşmayın;
②Sertleştirilmiş malzemelerde, sertleştirme kırılganlığının oluştuğu sıcaklık aralığından kaçınılmalıdır.
10. Söndürülmüş ve temperlenmiş çelik: söndürülmüş + temperlenmiş (yüksek sıcaklık).
11. Yüksek dayanımlı çelik kaynaklarında “düşük dayanımlı birleştirme” kullanımı, kaynaklı bölgenin çatlak direncini artırabilir.
12. Düşük karbonlu söndürülmüş ve temperlenmiş çeliklerin kaynaklanması sırasında iki temel konuya dikkat edilmelidir:
① Martenzit dönüşümü sırasında soğutma hızı çok hızlı olmamalıdır, böylece martenzit soğuk çatlakların oluşmasını önleyen kendi kendini yumuşatan bir etkiye sahip olur;
② Kırılgan karışık yapı oluşturmak için 800 ile 500 derece arasındaki soğutma hızının kritik hızdan büyük olması gerekir.
Düşük karbonlu su verilmiş ve temperlenmiş çeliklerin kaynağında çözülmesi gereken sorunlar:
① çatlakları önlemek; ② kaynak metalinin ve ısıdan etkilenen bölgenin tokluğunu iyileştirmek ve aynı zamanda yüksek mukavemet gereksinimlerinin karşılanmasını sağlamak.
13. Düşük karbon içerikli düşük alaşımlı çeliklerde, tokluğun sağlanması için düşük karbonlu martensit oluşturmak amacıyla soğutma hızının artırılması faydalıdır.
14. Orta karbonlu söndürülmüş ve temperlenmiş çeliğe alaşım elementlerinin eklenmesi esas olarak sertleştirilebilirliği sağlama ve temperleme direncini iyileştirme rolünü oynar ve gerçek mukavemet performansı esas olarak karbon içeriğine bağlıdır. Başlıca özellikleri: yüksek özgül mukavemet ve yüksek sertlik.
15. Perlitik ısıya dayanıklı çeliğin ısıl dayanıklılığını artırmanın üç yolu vardır:
① Matris katı çözelti ile güçlendirilmiştir ve ferrit matrisi güçlendirmek için alaşım elementleri eklenmiştir. Yaygın olarak kullanılan Cr, Mo, W ve Nb elementleri termal mukavemeti önemli ölçüde iyileştirebilir; ② Hayır. İki fazlı çökelme güçlendirmesi: Matris olarak ferrit içeren ısıya dayanıklı çelikte güçlendirme fazı esas olarak alaşım karbürüdür; ③ Tane sınırı güçlendirmesi: eser elementlerin eklenmesi tane sınırına adsorbe olabilir, alaşım elementlerinin tane sınırı boyunca difüzyonunu geciktirebilir ve böylece Tane sınırlarını güçlendirebilir.
16. Perlitik ısıya dayanıklı çeliklerin kaynağında karşılaşılan başlıca sorunlar; soğuk çatlaklar, ısıdan etkilenen bölgenin sertleşmesi ve yumuşaması, kaynak sonrası ısıl işlemde veya yüksek sıcaklıklarda uzun süreli kullanımda oluşan gerilim çatlaklarının giderilmesidir.
17. -10 ile -196 derece arasındaki sıcaklık aralığına "düşük sıcaklık", -196 dereceden düşük olduğunda ise "ultra düşük sıcaklık" denir.
İKİ. Dökme demirin kaynaklanabilirliği
1. Döküm demirin üç önemli özelliği: titreşim sönümlemesi, yağ emilimi ve aşınma direnci.
2. Dökme demirin performansı esas olarak grafitin şekline, boyutuna, miktarına ve dağılımına bağlıdır ve matris yapısının da belirli bir etkisi vardır.
3. Sfero döküm: F matris + küresel grafit; gri döküm demir: F matris + pul grafit; solucan grafitli demir: matris + solucan grafit; dövülebilir demir: F matris + flokülant grafit.
4. Düşük karbonlu çelik elektrot dökme demiri kaynaklayabilir mi: Hayır. Kaynak sırasında, akım küçük olsa bile, ilk kaynaktaki baz metalin oranı %25-30%'dir. Dökme demirdeki C=3%'ye göre hesaplanırsa, ilk kaynaktaki karbon içeriği %0,75%'tir. %-0,9%, yüksek karbonlu çeliğe aittir, yüksek karbonlu martensit, kaynak soğuduktan hemen sonra ortaya çıkar ve kaynaklı HAZ, işlemeyi zorlaştıran beyaz ağız yapısına sahip olacaktır.
5. Ark termal kaynak: Erimiş dökümler 600-700 dereceye kadar önceden ısıtılır ve daha sonra plastik halde kaynak yapılır. Kaynak sıcaklığı 400 dereceden düşük değildir. Kaynak işlemi sırasında çatlamayı önlemek için, kaynak işleminden hemen sonra gerilim giderme işlemi ve yavaş soğutma yapılır. Bu dökme demir kaynak onarım işlemine ark kaynağı denir.
6. Yarı termal kaynak: Ön ısıtma sıcaklığı 300-400 derece olduğunda yarı termal kaynak denir.
ÜÇ. Paslanmaz çeliğin kaynaklanabilirliği
1. Paslanmaz çelik: Paslanmaz çelik, hava, su, asitler, alkaliler, tuzlar ve bunların çözeltileri ve diğer aşındırıcı ortamların korozyonuna dayanıklı, yüksek kimyasal kararlılığa sahip alaşımlı çelikler için kullanılan genel bir terimdir.
2. Paslanmaz çeliğin başlıca korozyon biçimleri, düzgün korozyon, çukurlaşma korozyonu, yarık korozyonu ve gerilim korozyonudur. Düzgün korozyon, aşındırıcı ortamla temas eden tüm metal yüzeylerin korozyona uğraması olgusunu ifade eder; çukurlaşma korozyonu, metal malzemenin çoğu yerinde korozyon veya hafif korozyon olmadan, ancak dağınık olarak oluşan lokal korozyonu ifade eder; yarık korozyonu, oksijen gibi elektrolitte İyonik ortamda, paslanmaz çelik arasında veya yabancı cisimlerle temas eden yüzeyler arasında bir boşluk olduğunda, boşluktaki çözelti akışı yavaş olacaktır, böylece çözeltideki lokal Cl- bir konsantrasyon pili oluşturacak ve bu da boşluktaki paslanmaz çelik pasifleştirme filminin Cl- 'yi adsorbe etmesine ve pasifleştirme filmi tarafından emilmesine neden olacaktır. Lokal arıza olgusu; taneler arası korozyon, tane sınırları yakınında oluşan seçici bir korozyon olgusu; gerilim korozyonu, mukavemetten daha düşük olan belirli bir aşındırıcı ortam ve çekme geriliminin etkisi altında paslanmaz çeliğin gevrek çatlaması olgusunu ifade eder.
3. Çukurlaşma korozyonunu önlemeye yönelik tedbirler:
1) Klorür iyonları ve oksijen iyonlarının içeriğini azaltmak;
2) Paslanmaz çeliğe krom, nikel, molibden, silisyum ve bakır gibi alaşım elementleri ekleyin;
3) Çıkık çıkıntıları azaltmak için soğuk işlemden uzak durulmalıdır. Yerinde çukurlaşma korozyonu olasılığı vardır;
4) Çelikteki karbon içeriğini azaltmak.
4. High-temperature properties of stainless steel and heat-resistant steel: brittleness at 475°C, mainly in ferrite with Cr>%13, uzun süreli ısıtma ve 430-480 derece arasında yavaş soğutma, oda sıcaklığında veya negatif sıcaklıkta mukavemette artışla sonuçlanır. Yüksek ve tokluk azaldı; σ fazı gevrekleşmesi, Cr'nin kütle kesrinin %45'inin tipik özelliğidir, FeCr intermetalik bileşik, manyetik olmayan, sert ve gevrek.
5. Austenitik paslanmaz çelik kaynaklı birleştirmelerin korozyon direnci:
1) taneler arası korozyon;
2) Isıdan etkilenen bölge hassaslaşma bölgesinde taneler arası korozyon;
3) bıçak gibi aşınma.
6. Kaynaklarda taneler arası korozyonu önlemeye yönelik tedbirler:
1) Kaynak malzemeleri sayesinde kaynak metali ya ultra düşük karbonlu hale getirilebilir ya da yeterli miktarda dengeleyici element Nb içerebilir;
2) Kaynak kompozisyonunu belirli bir delta fazı elde edecek şekilde ayarlayın.
7. Isıdan etkilenen bölgenin hassaslaştırılmış bölgesindeki taneler arası korozyon: Kaynak ısısından etkilenen bölgedeki ısıtma tepe sıcaklığının hassaslaştırılmış ısıtma aralığında olduğu noktada oluşan taneler arası korozyonu ifade eder.
8. Bıçak biçimli korozyon: Erime bölgesinde oluşan taneler arası korozyon bıçak kesiğine benzediğinden "bıçak biçimli korozyon" olarak adlandırılır.
9. Bıçak benzeri korozyonu önlemek için alınacak önlemler:
①Düşük karbonlu baz metal ve kaynak malzemeleri seçin;
② Faz yapısına sahip paslanmaz çeliği benimseyin;
③Aşırı ısınma derecesini ve kaynak yapılacak kaba taneli alanın genişliğini azaltmak için küçük akımlı kaynak kullanımı;
④ Korozif ortamla temas eden kaynaklar son olarak kaynaklanır;
⑤Çapraz kaynak; ⑥Çelikteki Ti ve Tb içeriğini arttırarak, kaynaklı iri taneli bölgenin tane sınırında yeterli Ti, Tb ve karbon bulunmasını sağlamak.
10. Paslanmaz çelik için düşük akım kaynağı neden kullanılır? Kaynak ısısından etkilenen bölgenin sıcaklığını azaltmak, kaynakta taneler arası korozyon oluşmasını önlemek, elektrot ve telin aşırı ısınmasını, kaynak deformasyonunu, kaynak stresini önlemek, ısı girişini azaltmak vb. için.
11. Gerilim korozyon çatlağına neden olan üç durum: çevre, seçici aşındırıcı ortam ve çekme gerilimi.
12. Gerilim korozyon çatlağını önlemeye yönelik tedbirler:
1) Kimyasal bileşimin ayarlanması, ultra düşük karbon, stres korozyonuna karşı direnç yeteneğini geliştirmek ve bileşim ile ortamın eşleşme sorununu çözmek için faydalıdır;
2) Kaynak kalıntı geriliminin giderilmesi;
3) Elektrokimyasal korozyon, düzenli muayene ve zamanında yamalama vb.
13. Çukurlaşma direncini artırmak için:
1) Bir yandan Cr ve Mo'nun ayrışmasının azaltılması gerekir;
2) Bir yandan da ana metalden daha yüksek Cr ve Mo içeriğine sahip, "süper alaşımlı" kaynak malzemesi kullanılır.
14. Ostenitik paslanmaz çelik kaynaklandığında sıcak çatlaklar, gerilim korozyon çatlakları, kaynak deformasyonu ve taneler arası korozyon meydana gelir.
15. Austenitik çelik kaynaklarında sıcak çatlakların nedenleri:
1) Austenitik çeliğin ısıl iletkenliği küçük, doğrusal genleşme katsayısı büyük ve çekme gerilimi büyüktür;
2) Austenitik çelik, zararlı kirliliklerin ayrışmasına elverişli olan güçlü yönlü sütunlu kristallerden oluşan bir kaynak yapısı oluşturmak üzere kolayca eş kristalleşebilir;
3) Ostenitik çeliğin alaşım bileşimi daha karmaşıktır ve ötektik çözünürlüğe sahiptir.
16. Sıcak çatlakları önlemek için önlemler: ① Ana metal ve kaynak malzemelerindeki P ve S içeriğini kesinlikle sınırlayın; ② Kaynağın çift fazlı bir yapı oluşturmasını sağlamaya çalışın; ③ Kaynağın kimyasal bileşimini kontrol edin; ④ Düşük akım kaynağı.
17. Austenitik paslanmaz çelik malzemelerin seçimine dikkat edilmelidir: ①"Uygulanabilirlik ilkesine" uyulmalıdır; ②Seçilen her kaynak malzemesinin özel bileşimine göre uygun olup olmadığını belirleyin; ③Belirli uygulamanın kaynak yöntemini ve işlem parametrelerini dikkate alın Oluşabilecek füzyon oranının büyüklüğü; ④Teknik koşullarda belirtilen genel kaynaklanabilirlik gereksinimlerine göre alaşımlama derecesini belirleyin;
18. Ferritik paslanmaz çeliğin kaynaklanabilirlik analizi:
1) Kaynaklı birleştirmelerin taneler arası korozyonu;
2) Kaynaklı birleştirmelerin kırılganlığı, yüksek sıcaklık kırılganlığı, σ fazı kırılganlığı ve 475 derece kırılganlığı.
