Основният проблем със заваряването
По време на заваряване основните компоненти в заваръчния шев са желязо и никел, които са безкрайно разтворими един в друг и не образуват интерметални съединения. Като цяло съдържанието на никел в заваръчния шев е сравнително високо, така че няма да се образува дифузионен слой в зоната на топене на заваръчното съединение. Основният проблем при заваряването е склонността към създаване на пори и горещи пукнатини в заваръчния шев.
1. Устицата
Когато стоманата се заварява с никел и неговите сплави, основните фактори, влияещи върху образуването на пори в заваръчния шев, са съдържанието на кислород, никел и други легиращи елементи.
①Влиянието на кислорода. По време на заваряване повече кислород може да се разтвори в течния метал и кислородът се окислява с никел при висока температура, за да образува NiO. NiO може да реагира с водород и въглерод в течния метал, за да генерира водна пара и въглероден оксид. Когато разтопеният басейн се втвърди, като например Няма време да избяга, и останалото в заваръчния шев ще образува пори. При заваряване желязо-никел на чист никел и Q235-A заваряване под флюс, колкото по-високо е съдържанието на кислород в заваръчния шев, толкова по-голям е броят на порите в заваръчния шев при условие, че съдържанието на азот и водород не промени много.
② влияние на никел. При заварките желязо-никел разтворимостта на кислорода в желязото и никела е различна. Разтворимостта на кислорода в течния никел е по-голяма от тази в течното желязо, докато разтворимостта на кислорода в твърдия никел е по-малка от тази в твърдото желязо. Следователно, кислород Внезапната промяна в разтворимостта на никела е по-очевидна от внезапната промяна в кристализацията на желязото. Следователно, когато съдържанието на Ni в заваръчния шев е 15%~30%, тенденцията на порьозност е малка, а когато съдържанието на Ni е голямо, тенденцията на порьозност се увеличава допълнително до 60%~90%, а разтвореното количество стомана ще неизбежно намаляват, така че тенденцията за образуване на порьозност се променя. голям.
③ Влияние на други легиращи елементи. Когато заваръчният шев желязо-никел съдържа манган, хром, молибден, алуминий, титан и други легиращи елементи или отговаря на легирането, устойчивостта на порьозността на заваръчния шев може да бъде подобрена. Това е така, защото манганът, титанът и алуминият имат деоксидиращи ефекти, докато хромът и молибденът увеличават разтворимостта в твърдия метал на заваръчния шев. Следователно устойчивостта на порьозност на заварките от никел и неръждаема стомана 1Cr18Ni9Ti е по-висока от тази на заварките от никел и стомана Q235-A. Алуминият и титанът също фиксират азота в стабилно съединение и също подобряват устойчивостта на заваръчния шев към порьозност.
2. Горещ крак
В заваръчния шев на стомана и никел и неговите сплави основната причина за горещи пукнатини е, че поради високия никелов шев с дендритна структура някои нискотопими евтектични кристали се концентрират по краищата на едрите зърна, като по този начин отслабват зърната. Връзката между тях намалява устойчивостта на напукване на заваръчния метал. В допълнение, прекалено високото съдържание на никел в заваръчния метал оказва значително влияние върху горещото напукване на заваръчния метал. В заваръчния шев желязо-никел, примеси като кислород, сяра и фосфор също имат голямо влияние върху склонността към горещо напукване на заваръчния шев.
Когато се използва безкислороден флюс, количеството на пукнатините е значително намалено поради намаляването на качеството на вредните примеси като кислород, сяра и фосфор в заваръчния шев, особено намаляването на съдържанието на кислород. Тъй като, когато разтопеният басейн кристализира, кислородът и никелът могат да образуват Ni+NiO евтектика, евтектичната температура е 1438 градуса, а кислородът може също да засили вредния ефект на сярата. Следователно, когато съдържанието на кислород в заваръчния шев е високо, тенденцията за горещо напукване е голяма.
Легиращи елементи като Mn, Cr, Mo, Ti, Nb могат да подобрят устойчивостта на напукване на заваръчния метал. Mn, Cr, Mo, Ti и Nb са всички модификатори, които могат да подобрят структурата на заваръчния шев и да нарушат неговата кристалографска посока. Al и Ti също са силни дезоксиданти, които могат да намалят съдържанието на кислород в заваръчния шев. Mn може да образува огнеупорното съединение MnS със S, като по този начин намалява вредните ефекти на сярата.
Механични свойства на заварени съединения
Механичните свойства на заварените съединения желязо-никел са свързани с материалите на добавъчния метал и параметрите на заваряване. При заваряване на чист никел и нисковъглеродна стомана, когато еквивалентът на Ni в заваръчния шев е по-малък от 30%, при условие на бързо охлаждане на заваръчния шев, в заваръчния шев ще се появи мартензитна структура, което ще доведе до рязко намаляване на пластичността и здравина на ставата. Следователно, за да се получи по-добра пластичност и якост на съединението, еквивалентът на Ni в заваръчния шев желязо-никел трябва да бъде по-голям от 30%.
