X'inhi l-agħar liga biex iwweldja?

L-iwweldjar huwa proċess kumpless li jinvolvi t-tidwib u l-fużjoni tal-materjali, u d-diffikultà tal-iwweldjar tvarja ħafna bejn ligi differenti. Filwaqt li ħafna ligi komuni (bħal azzar liga baxxa u aluminju) jistgħu jiġu wweldjati b'metodi standard, xi ligi huma notorjament diffiċli biex iwweldjaw minħabba l-kompożizzjoni kimika tagħhom, il-proprjetajiet fiżiċi, jew is-sensittività għas-sħana. Meta tevalwa "l-agħar liga għall-iwweldjar," sħana - superalloys reżistenti - speċjalment Nickel -} superalloys ibbażati bħal Inconel 718, Hastelloy X, u Waspaloy - Konsegwentement jispikkaw bħala xi wħud mill-iktar ta 'sfida.
Id-diffikultà tal-iwweldjar dawn is-superalloys toħroġ minn taħlita ta 'proprjetajiet intrinsiċi u sensittività strutturali, li joħolqu ostakli multipli matul il-proċess tal-iwweldjar.
L-ewwel, il-kompożizzjoni kimika tagħhom hija kumplessa ħafna. Heat - Superalloys reżistenti fihom livelli għoljin ta 'elementi tal-liga bħal nikil (element bażi), kromju (għar-reżistenza għall-ossidazzjoni), kobalt (għal livell għoli - saħħa tat-temperatura), u metalli refrattarji bħal molibdenu, tungsten, jew niobium (li jtejbu r-reżistenza creep). Dawn l-elementi jtejbu l-għoli tal-prestazzjoni tat-temperatura - iżda jagħmlu l-ligi suxxettibbli għas-segregazzjoni waqt l-iwweldjar. Is-segregazzjoni sseħħ meta l-elementi tal-liga jikkonċentraw b'mod irregolari fil-ġabra tal-weldjatura, li jwassal għall-formazzjoni ta 'fażijiet intermetalliċi fraġli (eż., Fażijiet tal-laves f'Inconel 718). Dawn il-fażijiet idgħajfu l-ġog tal-weldjatura u jżidu r-riskju ta 'qsim taħt tensjoni.
It-tieni, huma estremament sensittivi għall-input tas-sħana. B'differenza mill-azzar tal-liga baxxa jew l-aluminju, li jista 'jittollera varjazzjonijiet moderati tas-sħana, is-sħana - superalloys reżistenti jirreaġixxu ħażin kemm għal sħana eċċessiva kif ukoll insuffiċjenti. Is-sħana eċċessiva tikkawża tkabbir tal-qamħ fis-sħana - Żona affettwata (HAZ), tnaqqas l-ebusija u toħloq "żona ratba" li tfalli taħt tagħbijiet ta 'temperatura għolja -. Sħana insuffiċjenti, min-naħa l-oħra, twassal għal fużjoni mhux kompluta, u tħalli lakuni jew vojt fil-weldjatura. Barra minn hekk, il-punt ta 'tidwib għoli ta' dawn il-ligi (ħafna drabi 'l fuq minn 1,200 grad) jirrikjedi sorsi ta' sħana intensi, li jżid ir-riskju ta 'tgħawwiġ u qsim termali.
Sfida kritika oħra hija s-suxxettibilità tagħhom għal qsim sħun. Qsim sħun iseħħ fil-ġabra tal-weldjatura hekk kif tissolidifika, misjuqa mis-segregazzjoni ta 'elementi ta' punt -} - (bħal kubrit, fosfru, jew silikon) fil-konfini tal-qamħ. Heat - Superalloys reżistenti huma partikolarment suxxettibbli għal dan minħabba li l-kompożizzjoni kumplessa tal-liga tagħhom toħloq aktar opportunitajiet għal tali segregazzjoni. Pereżempju, Inconel 718 fih nijobju, li jista 'jifforma intermetalliċi fraġli li jikkonċentraw fil-konfini tal-qamħ, u jagħmlu l-weldjatura vulnerabbli għall-ikkrekkjar hekk kif tiksaħ.
L-ossidazzjoni hija wkoll kwistjoni sinifikanti. Dawn il-ligi huma ddisinjati biex jirreżistu l-ossidazzjoni f'temperaturi għoljin, iżda waqt l-iwweldjar, is-saff tal-ossidu protettiv (iffurmat mill-kromju jew l-aluminju) jista 'jkisser, jesponi l-metall frisk għall-ossiġenu. Dan iwassal għall-formazzjoni ta 'ossidi ġodda fil-pixxina tal-weldjatura, li jaġixxu bħala inklużjonijiet u jdgħajfu l-ġonta. Anke ammonti ta 'traċċa ta' ossiġnu jew nitroġenu fil-gass tal-lqugħ jistgħu jikkontaminaw il-weldjatura, li jeħtieġu ultra - gassijiet ta 'lqugħ pur (bħal 99.999% argon) u kontroll atmosferiku strett - iżid kumplessità u spejjeż fil-proċess.
Meta mqabbel ma 'diffiċli - ma' - ligi tal-weldjatura (bħal titanju jew għoli - azzar tal-karbonju), sħana {- superalloys reżistenti jippreżentaw kombinazzjoni unika ta 'sfidi. It-titanju, waqt li huwa reattiv għall-ossiġnu, jista 'jkun iwweldjat b'suċċess bi lqugħ xieraq. L-azzar tal-karbonju għoli - huwa suxxettibbli għal qsim kiesaħ iżda jista 'jiġi ġestit bi tisħin minn qabel u baxx - mili tal-idroġenu. B'kuntrast, is-superalloys jitolbu l-preċiżjoni f'kull pass: mill-għażla tal-metalli tal-mili (li għandhom jaqblu mal-kimika tal-liga biex tevita l-formazzjoni tal-fażi) biex tikkontrolla l-input tas-sħana (ħafna drabi teħtieġ metodi avvanzati bħall-iwweldjar bil-lejżer jew l-iwweldjar tar-raġġ tal-elettroni) u wara - trattament tas-sħana tal-weld (biex tnaqqas it-trattament tas-sħana (biex tnaqqas l-istress residwu u l-proprjetajiet mekkaniċi Restore).
Biex iwweldja s-sħana - superalloys reżistenti, huma meħtieġa tekniki speċjalizzati:
• Proċessi ta 'wweldjar avvanzati: iwweldjar bir-raġġ tal-lejżer jew iwweldjar bir-raġġ ta' l-elettroni, li jagħti sħana kkonċentrata b'HAZ minimu, huma preferuti fuq MiG jew Tig tradizzjonali għal sezzjonijiet irqaq.
• Shielding strett: Iż-żoni tal-weldjatura (inkluż id-dahar tal-ġonta) għandhom ikunu protetti bil-gass inert sakemm jiksaħ taħt it-300 grad biex jipprevjeni l-ossidazzjoni.
• Inġinerija tal-metall filler: mili tad-dwana (eż., Inconel 625 biex tissieħeb Inconel 718) jintużaw biex inaqqsu s-segregazzjoni u r-riskju tal-qsim.
• Post - Trattament tas-sħana tal-weldjatura: L-ittemprar u x-xjuħija tas-soluzzjoni huma kritiċi biex terġa 'tiġi stabbilita l-għoli tal-liga - saħħa tat-temperatura.
Bħala konklużjoni, sħana - superalloys reżistenti - partikolarment Nickel - gradi bbażati bħal Inconel 718-huma fost l-aktar ligi diffiċli biex iwweldjaw. Il-kompożizzjoni kumplessa tagħhom, is-sensittività għas-sħana, u s-suxxettibilità għall-ikkrekkjar u l-ossidazzjoni joħolqu maltempata perfetta ta 'sfidi li jitolbu tekniki avvanzati, kontroll tal-proċess strett, u kompetenza speċjalizzata. Filwaqt li ligi oħra joħolqu diffikultajiet ta 'wweldjar, l-ebda wieħed ma jaqbel mal-kombinazzjoni ta' ostakli ppreżentati minn dawn is-superallys, li jagħmluhom il-punt ta 'riferiment għall-iktar "diffiċli biex iwweldja" f'applikazzjonijiet industrijali.