Kaynak için en zor alaşım nedir?

Kaynak, erimeyi ve kaynaştırmayı içeren karmaşık bir işlemdir ve kaynak zorluğu farklı alaşımlar arasında büyük farklılıklar gösterir. Birçok yaygın alaşım (düşük alaşım çelik ve alüminyum gibi) standart yöntemlerle kaynak yapılabilirken, bazı alaşımların kimyasal bileşimleri, fiziksel özellikleri veya ısıya duyarlılığı nedeniyle kaynaklanması zordur. "Kaynak için en sert alaşımı" değerlendirirken, - dirençli süperaloylar - özellikle nikel - - gibi - tabanlı süperalloylar - gibi en zorlu olarak öne çıkıyor.
Bu süper alaşımların kaynaklanmasının zorluğu, kaynak işlemi sırasında birden fazla engel oluşturan içsel özellikler ve yapısal duyarlılık kombinasyonundan kaynaklanmaktadır.
Birincisi, kimyasal bileşimleri oldukça karmaşıktır. Isı - dirençli süper alaşımlar, nikel (baz elemanı), krom (oksidasyon direnci için), kobalt (yüksek - sıcaklık mukavemeti için) ve molybdenum, tungsten veya niobium (arttırma direncine) gibi refrakter metaller gibi yüksek seviyelerde alaşım elemanları içerir. Bu elementler yüksek - sıcaklık performansını geliştirir, ancak kaynak sırasında alaşımları ayırmaya eğilimli hale getirir. Ayrılma, alaşım elemanları kaynak havuzunda eşit olmayan bir şekilde konsantre olduğunda, kırılgan intermetalik fazların oluşumuna yol açtığında (örneğin, Inconel 718'deki lavo aşamaları) ortaya çıkar. Bu fazlar kaynak eklemini zayıflatır ve stres altında çatlama riskini arttırır.
İkincisi, ısı girişine son derece duyarlıdırlar. Orta derecede ısı varyasyonlarını tolere edebilen düşük alaşımlı çelik veya alüminyumdan farklı olarak, - dirençli süper alaşımlar hem aşırı hem de yetersiz ısıya kötü tepki verir. Aşırı ısı, - etkilenen bölge (HAZ) sıcaklığında tahıl büyümesine neden olur, tokluğu azaltır ve yüksek - sıcaklık yükleri altında başarısız olan bir "yumuşak bölge" oluşturur. Yetersiz ısı, diğer taraftan, eksik füzyona yol açar, kaynakta boşluklar veya boşluklar bırakır. Ek olarak, bu alaşımların yüksek erime noktası (genellikle 1.200 derecenin üzerinde), bozulma ve termal çatlama riskini artıran yoğun ısı kaynakları gerektirir.
Bir diğer kritik zorluk da sıcak çatlamaya duyarlılığıdır. Sıcak çatlama, kaynak havuzunda, tahıl sınırlarında düşük - eritme - eritme - nokta elemanlarının (kükürt, fosfor veya silikon gibi) ayrılması ile sürülür. Isı - dirençli süper alaşımlar buna özellikle eğilimlidir, çünkü karmaşık alaşım kompozisyonları bu tür ayrım için daha fazla fırsat yaratır. Örneğin, Inconel 718, tahıl sınırlarında konsantre olan kırılgan interetalikler oluşturabilen niyobyum içerir, bu da kaynağı soğudukça çatlamaya savunmasız hale getirir.
Oksidasyon da önemli bir konudur. Bu alaşımlar, yüksek sıcaklıklarda oksidasyona direnmek için tasarlanmıştır, ancak kaynak sırasında, koruyucu oksit tabakası (krom veya alüminyum tarafından oluşturulan), taze metali oksijene maruz bırakarak parçalanabilir. Bu, kaynak havuzunda inklüzyon görevi gören ve eklemi zayıflatan yeni oksitlerin oluşumuna yol açar. Koruyucu gazdaki eser miktarda oksijen veya azot bile, kaynağı kirletebilir, bu da ultra - saf ekranlama gazları (% 99.999 argon gibi) ve katı atmosferik kontrol - sürece karmaşıklık ve maliyet ekleyebilir.
Diğer zor - ila - kaynak alaşımları (titanyum veya yüksek - karbon çeliği gibi) ile karşılaştırıldığında, - dirençli süperaloylar benzersiz bir zorluk kombinasyonu sunar. Titanyum, oksijene reaktif olmakla birlikte, uygun ekranlama ile başarıyla kaynaklanabilir. Yüksek - Karbon çeliği soğuk çatlamaya eğilimlidir, ancak ön ısıtma ve düşük - hidrojen dolgu maddeleri ile yönetilebilir. Buna karşılık, süper alaşımlar her adımda hassasiyet ister: Dolgu metallerini (faz oluşumunu önlemek için alaşımın kimyasını eşleştirmesi gereken) (genellikle lazer kaynağı veya elektron ışını kaynağı veya elektron ışını kaynağı gibi gelişmiş yöntemler gerektirir) ve - kaynak ısısı işlemini (kalıntı stresi azaltmak ve mekanik özellikleri geri yüklemek için) seçmek.
Isıyı kaynaklamak için - dirençli süper alaşımlar, özel teknikler gereklidir:
• Gelişmiş kaynak işlemleri: Minimum HAM ile konsantre ısı sağlayan lazer ışını kaynağı veya elektron ışını kaynağı, ince bölümler için geleneksel MIG veya TIG üzerinde tercih edilir.
• Katı Koruyucu: Kaynak bölgeleri (eklemin arka tarafı dahil) oksidasyonu önlemek için 300 derecenin altında soğuyana kadar inert gazla korunmalıdır.
• Dolgu Metal Mühendisliği: Segregasyonu ve çatlama riskini azaltmak için özel dolgu maddeleri (örneğin, Inconel 718'e katılmak için Inconel 625) kullanılır.
• POST - Kaynak Isı Tedavisi: Çözelti tavlama ve yaşlanma, alaşımın yüksek - sıcaklık mukavemetini geri yüklemek için kritiktir.
Sonuç olarak, - dirençli süperaloylar - özellikle nikel -} Inconel 718 gibi tabanlı sınıflar kaynak için en zor alaşımlar arasında. Karmaşık kompozisyonları, ısıya duyarlılık ve çatlama ve oksidasyona duyarlılık, ileri teknikler, katı süreç kontrolü ve özel uzmanlık gerektiren mükemmel bir zorluk fırtınası yaratır. Diğer alaşımlar kaynak zorlukları yaratırken, hiçbiri bu süper alaşımlar tarafından sunulan engellerin kombinasyonuyla eşleşmez, bu da onları endüstriyel uygulamalarda "en zor" için ölçüt sağlar.