Hvordan svejses ildfast metal til stål?

Juni 23, 2020

Almindelige Nb, Mo, W og andre ildfaste metaller har dårlig svejsbarhed og er nemme at oxidere og nitrere ved høje temperaturer, hvilket resulterer i svejserevner og skørhed af svejsemetaller og varmepåvirkede zoner. Det manifesteres hovedsageligt i følgende aspekter:

(1) Skørhed af svejsemetal og varmepåvirket zone

Svejsevarmecyklus gør Nb, Mo, W og deres legeringer til fast opløsning ved at opvarme den knækkede skøre film på korngrænsen og udfældning langs korngrænsen i den efterfølgende afkølingsproces. Samtidig falder det samlede areal af korngrænsen, og urenhedsindholdet stiger, hvilket resulterer i skørhed, plasticitetsreduktion og plastisk-skør overgangstemperaturstigning af svejsemetal og varmepåvirket zone. Hvis svejsebeskyttelsen ikke er god, øges mængden af ​​ilt og brint i svejsemetallet, hvilket også vil medføre, at svejsemetallet bliver skørt. Når urenheder som C, Si og S kommer ind i svejsemetallet, vil de også forårsage virkningerne af ilt og nitrogen.

(2) Svejserevner og porer

Nb, Mo og W har høj elasticitetsmodul og svejsespænding, og de svejsede samlinger er lette at skøre. Derfor, når urenhedsindholdet er højt, og begrænsningsgraden er stor, er der let at opstå svejserevner. Foranstaltninger til at reducere crack-tendensen er:

(1) For at forhindre forurening af urenheder på svejsemetal;

(2) Så vidt muligt at reducere tilbageholdelsen af ​​svejsesamlinger;

(3) Forvarm plastisk skør overgangstemperatur højere end basismaterialet før svejsning, og umiddelbart efter svejsning varme lavere end rekrystallisationstemperaturen for basismaterialet.

Brugen af ​​pulssvejsning til at ødelægge svejsemetallets krystalretning.

(3) Følsomhed af stresskoncentration

Nb, Mo, W og deres legeringer er følsomme over for spændingskoncentrationer på grund af deres høje plastiske skøre overgangstemperatur. Derfor er det nødvendigt at undgå forekomst af defekter som kantbid og manglende gennemtrængning under svejsning. Efter svejsning skal krusningerne på overfladen af ​​svejsningen fjernes, og overgangszonen mellem svejsningen og grundmaterialet skal være glat, hvilket er befordrende for at forhindre skørt brud på den svejste samling.

Svejsbarheden af ​​stål med Nb, Mo og W afhænger hovedsageligt af ydeevnen af ​​Nb, Mo og W. Disse ildfaste metaller reagerer kraftigt med ilt i luften ved høj temperatur, og er tilbøjelige til at producere defekter såsom porer, skøre fuger og revner i svejseprocessen. Urenheder i metaller har stor indflydelse på deres mekaniske egenskaber, deformerbarhed og svejsbarhed.

Nb, Mo, W og andre metaller adsorberer, opløses, diffunderer og interagerer med gas for at danne oxider, nitrid og hydrider, hvilket forårsager alvorlig skørhed af svejsede samlinger og reducerer de mekaniske egenskaber af svejsede samlinger betydeligt.

Nb har god svejsbarhed, mens Mo og W har dårlig svejsbarhed. For eksempel, når molybdæn kun indeholder O2 0.002%, C 0.00% og N2 0.008%, udfældes disse urenheder sammen med metallet og danner skøre faser såsom oxider, nitrid og carbider, som for det meste fordeles ved produktgrænsen og let producerer krystal revner under påvirkning af svejsespænding.

Ved svejsning af Nb, Mo, W med Fe, Ni, Co og andre materialer reduceres opløseligheden af ​​Nb, Mo og W metal på grund af den store forskel i fysiske og kemiske egenskaber mellem dem, og de fleste af dem eksisterer i begrænset gensidig opløselighed og en række skøre forbindelser kan dannes. Desuden er deres smeltepunkt og linjeudvidelseskoefficient meget forskellige, og de er tilbøjelige til at generere store termiske spændinger og svejsefejl i svejseprocessen, hvilket også vil øge revnefølsomheden.

Ved svejsning af stål med Nb, Mo, W og andre ildfaste metaller skal følgende tilsvarende teknologiske foranstaltninger træffes:

(1) tilføje passende legeringselementer i svejsningen, så det ikke kun kan med Nb, Mo, W, og hovedelementerne i stålet for at danne uendelig gensidig opløselighed eller større fast opløsning.

(2) tilføje god plasticitet og god svejsning med Nb, Mo, W og stål mellemliggende metallag.

Det er den mest effektive metode til kun at anvende lodningssvejseteknologi på Nb, Mo og W ved brug af stålsmeltesvejsning.