Вовед
При производство на хемиска и нафтена опрема, за да се заштеди скап никел, челикот често се заварува со никел и легури.
Главните проблеми со заварувањето
При заварување, главните компоненти во заварот се железото и никелот, кои се способни за бесконечна меѓусебна растворливост и не формираат интерметални соединенија. Општо земено, содржината на никел во заварот е релативно висока, па затоа во зоната на фузија на заварениот спој не се формира дифузионен слој. Главниот проблем со заварувањето е тенденцијата за производство на порозност и топли пукнатини во заварот.
1. Порозност
Челик и никел и неговите легури при заварување, главните фактори кои влијаат на формирањето на порозност во заварот се кислород, никел и други легирачки елементи.
① Ефектот на кислородот. При заварување, течниот метал може да раствори повеќе кислород, а кислородот на високи температури и оксидацијата на никелот, формирањето на NiO, NiO може да реагира со водород и јаглерод во течниот метал за да генерира водена пареа и јаглерод моноксид во стопениот базен, зацврстувајќи се, како што е премногу доцна за да избега, остаток во заварот при формирање на порозност. Во чист никел и Q235-A потопено лачно заварување на железо и никел заварување, во случај на содржина на азот и водород не се менува многу, колку е поголема содржината на кислород во заварот, толку е поголем бројот на пори во заварот.
② Ефектот на никелот. Во заварот железо-никел, растворливоста на кислородот во железо и никел е различна, растворливоста на кислородот во течен никел е поголема од онаа во течно железо, додека растворливоста на кислородот во цврст никел е помала од онаа во цврсто железо, затоа, растворливоста на кислородот во кристализацијата на никелот при ненадејна промена е поизразена отколку во кристализацијата на железото при ненадејна промена. Затоа, тенденцијата на порозност во заварот кога Ni е 15%~30% е мала, а кога содржината на Ni е голема, тенденцијата на порозност се зголемува дополнително на 60%~90%, а количината на растворен челик е обврзана да се намали, со што се предизвикува тенденцијата за формирање на порозност да стане поголема.
③ Влијание на други легирачки елементи. Кога железо-никел заварот содржи манган, хром, молибден, алуминиум, титаниум и други легирачки елементи или во согласност со легирањето, може да се подобри антипорозноста на заварот, ова се должи на улогата на манган, титаниум и алуминиум итн. кои имаат улога на деоксигенација, додека хромот и молибденот ја подобруваат растворливоста на заварот во цврст метал. Затоа, антипорозноста на заварот од нерѓосувачки челик од никел и 1Cr18Ni9Ti е поголема од никел и Q235-A челик. Алуминиумот и титаниумот исто така можат да го фиксираат азотот во стабилни соединенија, што исто така може да ја подобри антипорозноста на заварот.
2. Термичко крекирање
Челикот и никелот и неговите легури во заварот, главната причина за термичко пукање е тоа што, поради високата никелова заварување со дендритична организација, на работ на грубите зрна, концентрирани во голем број ко-кристали со ниска точка на топење, со што се ослабува врската помеѓу зрната, намалувајќи ја отпорноста на пукнатини на металот за заварување. Покрај тоа, содржината на никел во металот за заварување е превисока за металот за заварување да произведе термичко пукање, што има значително влијание врз железо-никел заварувањето, кислородот, сулфурот, фосфорот и другите нечистотии врз тенденцијата за термичко пукање на заварувањето, исто така, има големо влијание.
Кога се користи флукс без кислород, поради намалувањето на квалитетот на кислород, сулфур, фосфор и други штетни нечистотии во заварот, особено намалувањето на содржината на кислород, така што количината на пукање е значително намалена. Бидејќи кристализацијата на стопениот базен, кислородот и никелот можат да формираат евтектички Ni + NiO, евтектички температури од 1438 ℃, а кислородот исто така може да ги зајакне штетните ефекти на сулфурот. Затоа, кога содржината на кислород во заварот е висока, тенденцијата за термичко пукање е поголема.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb и други легирачки елементи можат да ја подобрат отпорноста на пукнатини на металот за заварување. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb се метаморфни агенси, можат да ја рафинираат организацијата на заварот и можат да го нарушат правецот на неговата кристализација. Al, Ti се исто така силни деоксидирачки агенси, можат да ја намалат количината на кислород во заварот. Mn може да формира огноотпорни соединенија со S, MnS, што ги намалува штетните ефекти на сулфурот.
Механички својства на заварени споеви
Механичките својства на споевите за заварување железо-никел се поврзани со материјалите на металот за полнење и параметрите на заварување. При заварување на чист никел и челик со ниска содржина на јаглерод, кога еквивалентот на Ni во заварот е помал од 30%, при брзо ладење на заварот, во заварот ќе се појави мартензитна структура, што предизвикува нагло намалување на пластичноста и цврстината на спојот. Затоа, за да се добие подобра пластичност и цврстина на спојот, еквивалентот на Ni во заварот железо-никел треба да биде поголем од 30%.
Време на објавување: 10 март 2025 година