Sarrera
Nikel garestia aurrezteko, produktu kimiko eta petrolio-ekipoak fabrikatzerakoan, altzairua nikelari eta aleazioei soldatzen da askotan.
Soldaduraren arazo nagusiak
Soldatzean, soldadurako osagai nagusiak burdina eta nikela dira, elkarrekiko disolbagarritasun infinitua dutenak eta ez dituzten konposatu intermetalikorik sortzen. Oro har, soldadurako nikel edukia nahiko altua da, beraz, soldatutako junturaren fusio-eremuan ez da difusio-geruzarik sortzen. Soldaduraren arazo nagusia soldaduran porositatea eta pitzadura beroak sortzeko joera da.
1. Porositatea
Altzairua eta nikela eta haren aleazioak soldaduran, soldaduran porositatea eratzean eragina duten faktore nagusiak oxigenoa, nikela eta beste aleazio elementu batzuk dira.
① Oxigenoaren eragina. Soldatzean, metal likidoak oxigeno gehiago disolbatu dezake, eta tenperatura altuetan oxigenoa eta nikelezko oxidazioa gertatzen direnean, NiO eratzen da. NiOk metal likidoko hidrogenoarekin eta karbonoarekin erreakziona dezake ur-lurruna eta karbono monoxidoa sortzeko urtutako putzuan solidotuz. Horrela, beranduegi ihes egiten da eta soldaduran hondarrak porositatea sortzen dira. Nikel puruaren eta Q235-A burdinaren eta nikelaren soldaduran, arku murgilduan, nitrogeno eta hidrogeno edukia ez da asko aldatzen; zenbat eta oxigeno edukia handiagoa izan soldaduran, orduan eta poro gehiago egongo dira soldaduran.
② Nikelaren eragina. Burdin-nikel soldaduran, oxigenoak burdin eta nikelean duen disolbagarritasuna desberdina da. Oxigenoak nikel likidoan duen disolbagarritasuna burdin likidoan duena baino handiagoa da, eta oxigenoak nikel solidoan duen disolbagarritasuna, berriz, burdin solidoan duena baino txikiagoa da. Beraz, oxigenoak nikelaren kristalizazioan duen disolbagarritasuna nabarmenagoa da burdinaren kristalizazioan duen bat-bateko aldaketa baino. Beraz, soldaduran porositatearen joera % 15 ~ % 30 denean, Ni edukia % 15 ~ % 30 denean, porositatearen joera % 60 ~ % 90era igotzen da, eta disolbatutako altzairu kopurua gutxitu egiten da, eta horrek porositatea eratzeko joera handitzen du.
③ Beste aleazio-elementu batzuen eragina. Burdin-nikel soldadurak manganesoa, kromoa, molibdenoa, aluminioa, titanioa eta beste aleazio-elementu batzuk dituenean edo aleazioarekin bat datozenean, soldaduraren porositatearen aurkakoa hobetu daiteke. Hori manganesoak, titanioak eta aluminioak desoxigenazio-eginkizuna dutelako gertatzen da, eta kromoak eta molibdenoak soldaduraren disolbagarritasuna hobetzen dute metal solidoan. Beraz, nikelak eta 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzak nikelak eta Q235-A altzairuak baino porositatearen aurkakoagoak dira. Aluminioak eta titanioak nitrogenoa ere finka dezakete konposatu egonkorretan, eta horrek soldaduraren porositatearen aurkakoa ere hobetu dezake.
2. Pitzadura termikoa
Altzairuan, nikelean eta haren aleazioetan soldaduran, pitzadura termikoaren arrazoi nagusia da, nikel-kantitate handia dela eta, antolaketa dendritikoarekin soldaduran, ale lodien ertzean, urtze-puntu baxuko kokristal ugari daudela, eta horrek aleen arteko lotura ahultzen duelako, soldadura-metaleko pitzadura-erresistentzia murriztuz. Gainera, soldadura-metaleko nikel-edukia altuegia da soldadura-metalak pitzadura termikoak sortzeko, eta horrek eragin handia du burdina-nikel soldaduran, oxigenoak, sufreak, fosforoak eta beste ezpurutasun batzuek ere eragin handia baitute soldaduraren pitzadura termikorako joeran.
Oxigenorik gabeko fluxua erabiltzean, soldaduran oxigenoaren, sufrearen, fosforoaren eta beste ezpurutasun kaltegarri batzuen kalitatea murrizten delako, batez ere oxigeno edukia gutxitzen delako, pitzadura kopurua asko murrizten da. Urtutako igerilekuaren kristalizazioagatik, oxigenoak eta nikelek Ni + NiO eutektikoa sor dezakete, 1438 ℃-ko tenperatura eutektikoan, eta oxigenoak sufrearen efektu kaltegarriak areagotu ditzake. Beraz, soldaduran oxigeno edukia altua denean, pitzadura termikoak izateko joera handiagoa da.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb eta beste aleazio-elementu batzuek soldadura-metalaren pitzadura-erresistentzia hobetu dezakete. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb agente metamorfikoak dira, soldaduraren antolaketa hobetu dezakete eta kristalizazio-norabidea eten dezakete. Al, Ti ere desoxidatzaile indartsua da, soldaduran dagoen oxigeno-kopurua murriztu dezakeena. Mn-k S, MnS-rekin konposatu errefraktarioak sor ditzake, eta horrek sufrearen efektu kaltegarriak murrizten ditu.
Soldatutako junturen propietate mekanikoak
Burdin-nikel soldadura junturen propietate mekanikoak betegarri metaliko materialekin eta soldadura parametroekin lotuta daude. Nikel purua eta karbono gutxiko altzairua soldatzean, soldadurako Ni baliokidea % 30 baino txikiagoa denean, soldaduraren hozte azkarraren ondorioz, martensita egitura bat agertuko da soldaduran, eta horrek junturaren plastizitatea eta gogortasuna nabarmen jaistea eragingo du. Beraz, junturaren plastizitate eta gogortasun hobea lortzeko, burdin-nikel soldadurako Ni baliokidea % 30 baino handiagoa izan behar da.
Argitaratze data: 2025eko martxoaren 10a