Kaynak yapmanın temel sorunu
Kaynak sırasında, kaynaktaki ana bileşenler, birbirleri içinde sonsuz bir şekilde çözünen ve metaller arası bileşikler oluşturmayan demir ve nikeldir. Genel olarak, kaynaktaki nikel içeriği nispeten yüksektir, bu nedenle kaynaklı eklemin füzyon bölgesinde difüzyon tabakası oluşmaz. Kaynaktaki ana sorun, kaynakta gözenekler ve sıcak çatlaklar oluşturma eğilimidir.
1. Stomalar
Çelik, nikel ve alaşımlarıyla kaynaklandığında kaynakta gözenek oluşumunu etkileyen başlıca faktörler oksijen, nikel ve diğer alaşım elementlerinin içeriğidir.
①Oksijenin etkisi. Kaynak sırasında, sıvı metalde daha fazla oksijen çözülebilir ve oksijen yüksek sıcaklıkta nikel ile oksitlenerek NiO oluşturur. NiO, sıvı metaldeki hidrojen ve karbonla reaksiyona girerek su buharı ve karbon monoksit oluşturabilir. Erimiş havuz katılaştığında, örneğin Kaçmak için zaman yoktur ve kaynakta kalanlar gözenekler oluşturacaktır. Saf nikel ve Q235-A'nın demir-nikel kaynağında, kaynaktaki oksijen içeriği ne kadar yüksekse, azot ve hidrojen içeriğinin çok değişmemesi koşuluyla kaynaktaki gözenek sayısı da o kadar fazla olur.
② nikelin etkisi. Demir-nikel kaynaklarında oksijenin demir ve nikel içindeki çözünürlüğü farklıdır. Oksijenin sıvı nikel içindeki çözünürlüğü sıvı demirdekinden daha fazlayken, oksijenin katı nikel içindeki çözünürlüğü katı demirdekinden daha azdır. Bu nedenle oksijen Nikel çözünürlüğündeki ani değişim, demir kristallenmesindeki ani değişimden daha belirgindir. Bu nedenle kaynaktaki Ni içeriği %15~%30 olduğunda gözeneklilik eğilimi küçük olur ve Ni içeriği büyük olduğunda gözeneklilik eğilimi %60~%90'a kadar artar ve çözünmüş çelik miktarı kaçınılmaz olarak azalacağından gözeneklilik oluşma eğilimi değişir. büyük.
③ Diğer alaşım elementlerinin etkisi. Demir-nikel kaynağı manganez, krom, molibden, alüminyum, titanyum ve diğer alaşım elementlerini içerdiğinde veya alaşıma uyduğunda, kaynağın gözeneklilik direnci iyileştirilebilir. Bunun nedeni manganez, titanyum ve alüminyumun deoksidasyon etkilerine sahip olması, krom ve molibdenin ise kaynağın katı metalindeki çözünürlüğü artırmasıdır. Bu nedenle, nikel ve 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik kaynaklarının gözeneklilik direnci nikel ve Q235-A çelik kaynaklarından daha yüksektir. Alüminyum ve titanyum ayrıca azotu kararlı bir bileşikte sabitler ve ayrıca kaynağın gözenekliliğe karşı direncini iyileştirir.
2. Sıcak çatlak
Çelik ve nikel ve alaşımlarının kaynaklanmasında sıcak çatlakların başlıca nedeni, dendritik yapıya sahip yüksek nikel kaynağı nedeniyle, bazı düşük erime noktalı ötektik kristallerin kaba tanelerin kenarlarında yoğunlaşması ve böylece tanelerin zayıflamasıdır. Bunlar arasındaki bağlantı, kaynak metalinin çatlak direncini azaltır. Ayrıca, kaynak metalinin aşırı yüksek nikel içeriği, kaynak metalinin sıcak çatlamasına önemli ölçüde etki eder. Demir-nikel kaynağında, oksijen, kükürt ve fosfor gibi safsızlıklar da kaynağın sıcak çatlama eğilimi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Oksijensiz akı kullanıldığında, kaynaktaki oksijen, kükürt ve fosfor gibi zararlı safsızlıkların kalitesindeki azalma, özellikle oksijen içeriğindeki azalma nedeniyle çatlak miktarı büyük ölçüde azalır. Çünkü erimiş havuz kristalleştiğinde, oksijen ve nikel Ni+NiO ötektik oluşturabilir, ötektik sıcaklığı 1438 derecedir ve oksijen de kükürtün zararlı etkisini güçlendirebilir. Bu nedenle, kaynaktaki oksijen içeriği yüksek olduğunda, sıcak çatlama eğilimi büyüktür.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb gibi alaşım elementleri kaynak metalinin çatlak direncini iyileştirebilir. Mn, Cr, Mo, Ti ve Nb hepsi değiştiricilerdir, kaynak yapısını iyileştirebilir ve kristalografik yönünü bozabilir. Al ve Ti ayrıca kaynaktaki oksijen içeriğini azaltabilen güçlü deoksidanlardır. Mn, S ile refrakter bileşik MnS oluşturabilir, böylece kükürtün zararlı etkileri azaltılabilir.
Kaynaklı birleştirmelerin mekanik özellikleri
Demir-nikel kaynaklı birleştirmelerin mekanik özellikleri, dolgu metal malzemeleri ve kaynak parametreleri ile ilişkilidir. Saf nikel ve düşük karbonlu çelik kaynaklandığında, kaynaktaki Ni eşdeğeri %30'dan az olduğunda, kaynağın hızlı soğuması koşulunda, kaynakta martensitik bir yapı ortaya çıkar ve birleştirmenin sünekliğinde ve tokluğunda keskin bir düşüşe neden olur. Bu nedenle, birleştirmenin daha iyi plastisitesini ve tokluğunu elde etmek için, demir-nikel kaynağındaki Ni eşdeğeri %30'dan büyük olmalıdır.
