Увод
Приликом производње хемијске и нафтне опреме, како би се уштедео скупи никл, челик се често заварује са никлом и легурама.
Главни проблеми заваривања
Приликом заваривања, главне компоненте у завареном споју су гвожђе и никл, који су способни за бесконачну међусобну растворљивост и не формирају интерметална једињења. Генерално, садржај никла у завареном споју је релативно висок, тако да се у зони топљења завареног споја не формира дифузиони слој. Главни проблем код заваривања је тенденција стварања порозности и топлих пукотина у завареном споју.
1. Порозност
Челик и никл и његове легуре приликом заваривања, главни фактори који утичу на стварање порозности у завареном споју су кисеоник, никл и други легирајући елементи.
① Утицај кисеоника. Заваривање, течни метал може растворити више кисеоника, а кисеоник на високим температурама и оксидација никла доводе до формирања NiO. NiO може реаговати са водоником и угљеником у течном металу, стварајући водену пару и угљен-моноксид у растопљеном базену, који се очвршћавају, као што је прекасно да би се избацио, што је резидуално у завару и ствара порозност. Код заваривања под потопом чистог никла и Q235-A гвожђа и никла, у случају завара под потопом, садржај азота и водоника се не мења много, што је већи садржај кисеоника у завару, то је већи број пора у завару.
② Утицај никла. У завару гвожђа и никла, растворљивост кисеоника у гвожђу и никлу је различита, растворљивост кисеоника у течном никлу је већа него у течном гвожђу, док је растворљивост кисеоника у чврстом никлу мања него у чврстом гвожђу, стога је растворљивост кисеоника у кристализацији никла при наглој промени израженија него у кристализацији гвожђа при наглој промени. Стога је тенденција порозности у завару када је садржај Ni 15%~30% мала, а када је садржај Ni велики, тенденција порозности се додатно повећава на 60%~90%, а количина раствореног челика ће се вероватно смањити, што доводи до тенденције стварања веће порозности.
③ Утицај других легирајућих елемената. Када завар гвожђа и никла садржи манган, хром, молибден, алуминијум, титанијум и друге легирајуће елементе или у складу са легирањем, може се побољшати антипорозност завара, то је због тога што манган, титанијум и алуминијум итд. имају улогу у деоксигенацији, док хром и молибден побољшавају растворљивост завара у чврстом металу. Дакле, никл и нерђајући челик 1Cr18Ni9Ti имају већу антипорозност него никл и челик Q235-A. Алуминијум и титанијум такође могу везати азот у стабилна једињења, што такође може побољшати антипорозност завара.
2. Термичко пуцање
Челик, никл и његове легуре у завару, главни разлог за термичко пуцање је тај што је, због високог садржаја никла у завару са дендритском организацијом, на ивицама крупних зрна концентрисан број кокристала са ниском тачком топљења, што слаби везу између зрна и смањује отпорност завара на пуцање. Поред тога, садржај никла у завару је превисок да би завар изазвао термичко пуцање, што значајно утиче на склоност завара ка термичком пуцању, док кисеоник, сумпор, фосфор и друге нечистоће такође имају велики утицај на тенденцију ка термичком пуцању.
Када се користи флукс без кисеоника, због смањења квалитета кисеоника, сумпора, фосфора и других штетних нечистоћа у завару, посебно због смањења садржаја кисеоника, количина пуцања је знатно смањена. Због кристализације у растопљеном базену, кисеоник и никл могу формирати еутектику Ni + NiO, еутектичка температура је 1438 ℃, а кисеоник такође може појачати штетне ефекте сумпора. Дакле, када је садржај кисеоника у завару висок, тенденција термичког пуцања је већа.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb и други легирајући елементи могу побољшати отпорност метала завара на пуцање. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb су метаморфни агенси, могу побољшати организацију завара и пореметити правац његове кристализације. Al и Ti су такође јаки деоксидациони агенси, могу смањити количину кисеоника у завару. Mn може формирати ватростална једињења са S и MnS, што смањује штетне ефекте сумпора.
Механичка својства заварених спојева
Механичка својства заварених спојева гвожђе-никл повезана су са материјалима додатног метала и параметрима заваривања. Приликом заваривања чистог никла и нискоугљеничног челика, када је еквивалент Ni у завару мањи од 30%, при брзом хлађењу завара, у завару ће се појавити мартензитна структура, што узрокује нагли пад пластичности и жилавости споја. Стога, да би се постигла боља пластичност и жилавост споја, еквивалент Ni у завару гвожђе-никл треба да буде већи од 30%.
Време објаве: 10. март 2025.