Postoje neki inherentni problemi u zavarivanju različitih metala koji ometaju njegov razvoj, kao što su sastav i performanse zone fuzije različitog metala.Većina oštećenja različite metalne strukture zavarivanja nastaje u zoni fuzije.Zbog različitih karakteristika kristalizacije zavara u svakoj sekciji u blizini zone fuzije, lako je formirati prelazni sloj sa lošim performansama i promjenama u sastavu.
Osim toga, zbog dugog vremena na visokoj temperaturi, difuzijski sloj u ovoj oblasti će se proširiti, što će dodatno povećati neravnine metala.Štaviše, kada se različiti metali zavaruju ili nakon termičke obrade ili operacije na visokoj temperaturi nakon zavarivanja, često se otkrije da ugljik sa niskolegirane strane „migrira“ kroz granicu šava do visokolegiranog šava, formirajući slojeve za razugljičenje na obje strane linije fuzije.A sloj za naugljičenje, osnovni metal formira sloj za razugljičenje na strani niske legure, a sloj za naugljičenje se formira na strani zavara visoke legure.
Prepreke i barijere za upotrebu i razvoj različitih metalnih konstrukcija uglavnom se manifestuju u sljedećim aspektima:
1. Na sobnoj temperaturi, mehanička svojstva (kao što su zatezanje, udar, savijanje, itd.) područja zavarenog spoja različitih metala su općenito bolja od onih osnovnog metala koji se zavari.Međutim, pri visokim temperaturama ili nakon dugotrajnog rada na visokim temperaturama, performanse područja spoja su inferiornije u odnosu na osnovni metal.materijal.
2. Postoji martenzitna prelazna zona između austenitnog šava i perlitnog osnovnog metala.Ova zona ima malu žilavost i predstavlja krhki sloj visoke tvrdoće.To je također slaba zona koja uzrokuje kvar i oštećenje komponenti.To će smanjiti zavarenu strukturu.pouzdanost upotrebe.
3. Migracija ugljika tokom termičke obrade nakon zavarivanja ili rada na visokim temperaturama će uzrokovati stvaranje naugljičenih slojeva i razugljičenih slojeva na obje strane linije fuzije.Općenito se vjeruje da će smanjenje ugljika u dekarboziranom sloju dovesti do velikih promjena (općenito do pogoršanja) u strukturi i performansama područja, čineći ovo područje sklonom ranom kvaru tokom rada.Dijelovi kvara mnogih visokotemperaturnih cjevovoda koji su u pogonu ili su u fazi testiranja koncentrirani su u sloju za dekarbonizaciju.
4. Neuspjeh je povezan s uvjetima kao što su vrijeme, temperatura i naizmjenični stres.
5. Termička obrada nakon zavarivanja ne može eliminirati raspodjelu zaostalog naprezanja u području spoja.
6. Nehomogenost hemijskog sastava.
Kada se zavaruju različiti metali, pošto su metali sa obe strane šava i sastav legure šava očigledno različiti, tokom procesa zavarivanja, osnovni metal i materijal za zavarivanje će se topiti i mešati jedan s drugim.Ujednačenost miješanja će se promijeniti s promjenom procesa zavarivanja.Promjene i ujednačenost miješanja su također vrlo različiti na različitim pozicijama zavarenog spoja, što rezultira nehomogenošću hemijskog sastava zavarenog spoja.
7. Nehomogenost metalografske strukture.
Zbog diskontinuiteta hemijskog sastava zavarenog spoja, nakon doživljavanja termičkog ciklusa zavarivanja, u svakom području zavarenog spoja se pojavljuju različite strukture, a u pojedinim područjima često se pojavljuju izuzetno složene organizacijske strukture.
8. Diskontinuitet performansi.
Razlike u hemijskom sastavu i metalografskoj strukturi zavarenih spojeva dovode do različitih mehaničkih svojstava zavarenih spojeva.Čvrstoća, tvrdoća, plastičnost, žilavost, udarna svojstva, puzanje pri visokim temperaturama i svojstva izdržljivosti različitih područja duž zavarenog spoja su vrlo različiti.Ova značajna nehomogenost čini da se različita područja zavarenog spoja ponašaju vrlo različito u istim uvjetima, pri čemu se pojavljuju oslabljena i ojačana područja.Posebno u uslovima visoke temperature, zavareni spojevi različitih metala su u upotrebi tokom procesa servisiranja.Često se javljaju rani kvarovi.
Karakteristike različitih metoda zavarivanja pri zavarivanju različitih metala
Većina metoda zavarivanja može se koristiti za zavarivanje različitih metala, ali pri odabiru metoda zavarivanja i formuliranju mjera procesa, karakteristike različitih metala ipak treba uzeti u obzir.U skladu sa različitim zahtjevima osnovnog metala i zavarenih spojeva, zavarivanje topljenjem, zavarivanje pod pritiskom i druge metode zavarivanja se koriste u zavarivanju različitih metala, ali svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
1. Zavarivanje
Najčešće korišćena metoda zavarivanja fuzijom u zavarivanju različitih metala je zavarivanje elektrodama, zavarivanje pod vodom, zavarivanje zaštićenim gasom, zavarivanje šljakom, zavarivanje plazma, zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje, itd. omjer ili kontrolu količine topljenja različitih metalnih osnovnih materijala, obično se mogu koristiti zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje, zavarivanje plazma lukom i druge metode s većom gustinom energije izvora topline.
Kako bi se smanjila dubina prodiranja, mogu se usvojiti tehnološke mjere kao što su indirektni luk, zakretna žica za zavarivanje, trakasta elektroda i dodatna žica za zavarivanje bez napona.Ali bez obzira na sve, sve dok se radi o zavarivanju fuzijom, dio osnovnog metala će se uvijek otopiti u zavaru i uzrokovati razrjeđivanje.Osim toga, formirat će se i intermetalna jedinjenja, eutektika itd.Kako bi se ublažili takvi negativni efekti, vrijeme zadržavanja metala u tekućem ili visokotemperaturnom čvrstom stanju mora se kontrolisati i skratiti.
Međutim, uprkos stalnom unapređenju i unapređenju metoda zavarivanja i procesnih mjera, i dalje je teško riješiti sve probleme pri zavarivanju različitih metala, jer postoji mnogo vrsta metala, različiti zahtjevi za performansama i različiti oblici spojeva.U mnogim slučajevima potrebno je koristiti zavarivanje pod pritiskom ili druge metode zavarivanja za rješavanje problema zavarivanja specifičnih različitih metalnih spojeva.
2. Zavarivanje pod pritiskom
Većina metoda zavarivanja pod pritiskom samo zagrijava metal koji se zavaruje do plastičnog stanja ili ga čak ne zagrijava, već primjenjuje određeni pritisak kao osnovnu osobinu.U poređenju sa zavarivanjem fuzijom, zavarivanje pod pritiskom ima određene prednosti kod zavarivanja različitih metalnih spojeva.Sve dok oblik spoja dozvoljava i kvalitet zavarivanja može zadovoljiti zahtjeve, zavarivanje pod pritiskom je često razumniji izbor.
Tokom zavarivanja pod pritiskom, površine sučelja različitih metala mogu se istopiti, ali i ne moraju.Međutim, zbog efekta pritiska, čak i ako postoji rastopljeni metal na površini, on će se istiskivati i ispuštati (kao što je brzo zavarivanje i zavarivanje trenjem).Samo u nekoliko slučajeva nakon zavarivanja pod pritiskom (kao što je točkasto zavarivanje) ostane rastopljeni metal.
Budući da se zavarivanje pod pritiskom ne zagrijava ili je temperatura zagrijavanja niska, može smanjiti ili izbjeći štetne efekte termičkih ciklusa na svojstva metala osnovnog metala i spriječiti stvaranje krhkih intermetalnih spojeva.Neki oblici zavarivanja pod pritiskom mogu čak istisnuti intermetalne spojeve koji su stvoreni iz spoja.Osim toga, ne postoji problem promjena u svojstvima metala šava uzrokovanih razrjeđivanjem tokom zavarivanja pod pritiskom.
Međutim, većina metoda zavarivanja pod pritiskom ima određene zahtjeve za oblik spoja.Na primjer, točkasto zavarivanje, šavno zavarivanje i ultrazvučno zavarivanje moraju koristiti preklopne spojeve;tokom zavarivanja trenjem, najmanje jedan radni komad mora imati rotirajući poprečni presjek tijela;Eksplozijsko zavarivanje je primjenjivo samo na spojeve većih površina itd. Oprema za zavarivanje pod pritiskom još nije popularna.Oni nesumnjivo ograničavaju opseg primjene zavarivanja pod pritiskom.
3. Druge metode
Osim zavarivanja fuzijom i zavarivanja pod pritiskom, postoji nekoliko metoda koje se mogu koristiti za zavarivanje različitih metala.Na primjer, lemljenje je metoda zavarivanja različitih metala između dodatnog i osnovnog metala, ali ono o čemu se ovdje raspravlja je posebnija metoda lemljenja.
Postoji metoda koja se zove fuziono zavarivanje-lemljenje, to jest, strana osnovnog metala niske tačke topljenja spoja različitog metala je zavarena fuzijom, a strana osnovnog metala visoke tačke topljenja je lemljena.I obično se isti metal kao osnovni materijal niske tačke topljenja koristi kao lem.Stoga je proces zavarivanja između dodatnog metala za lemljenje i osnovnog metala niske tačke topljenja isti metal i nema posebnih poteškoća.
Proces lemljenja je između metala za punjenje i osnovnog metala visoke tačke topljenja.Osnovni metal se ne topi niti kristalizira, što može izbjeći mnoge probleme zavarljivosti, ali je dodatni metal neophodan da bi mogao dobro navlažiti osnovni metal.
Druga metoda se naziva eutektičko lemljenje ili eutektičko difuzijsko lemljenje.To je za zagrijavanje kontaktne površine različitih metala na određenu temperaturu, tako da dva metala formiraju eutektiku niske točke topljenja na kontaktnoj površini.Eutektik niske tačke topljenja je tečan na ovoj temperaturi, u suštini postaje neka vrsta lema bez potrebe za vanjskim lemom.Metoda lemljenja.
Naravno, to zahtijeva formiranje eutektika niske tačke topljenja između dva metala.Tokom difuzionog zavarivanja različitih metala, dodaje se materijal međusloja, a materijal međusloja se zagrijava pod vrlo niskim pritiskom kako bi se rastopio, ili formirao eutektiku niske točke topljenja u kontaktu s metalom koji se zavariva.Tanki sloj tečnosti formiran u ovom trenutku, nakon određenog perioda procesa očuvanja toplote, čini da se materijal međusloja topi.Kada se svi materijali međuslojeva difundiraju u osnovni materijal i homogeniziraju, može se formirati različit metalni spoj bez međumaterijala.
Ova vrsta metode će proizvesti malu količinu tekućeg metala tokom procesa zavarivanja.Zbog toga se naziva i zavarivanje u tečnoj fazi.Njihova zajednička karakteristika je da u spoju nema strukture za livenje.
Stvari na koje treba obratiti pažnju prilikom zavarivanja različitih metala
1. Uzmite u obzir fizička, mehanička svojstva i hemijski sastav zavara
(1) Iz perspektive jednake čvrstoće, odaberite šipke za zavarivanje koje zadovoljavaju mehanička svojstva osnovnog metala ili kombinirajte zavarljivost osnovnog metala sa šipkama za zavarivanje nejednake čvrstoće i dobre zavarljivosti, ali uzmite u obzir strukturni oblik zavariti kako bi se zadovoljila jednaka čvrstoća.Zahtjevi za čvrstoću i druge krutosti.
(2) Neka njegov sastav legure bude konzistentan ili blizak osnovnom materijalu.
(3) Kada osnovni metal sadrži visok nivo štetnih nečistoća C, S i P, treba odabrati šipke za zavarivanje sa boljom otpornošću na pucanje i poroznost.Preporučljivo je koristiti elektrodu od kalcijum titan oksida.Ako se i dalje ne može riješiti, može se koristiti štap za zavarivanje sa niskim sadržajem vodonika natrijuma.
2. Uzmite u obzir radne uslove i performanse zavara
(1) Pod uslovima dinamičkog opterećenja ležaja i udarnog opterećenja, pored obezbeđivanja čvrstoće, postoje i visoki zahtevi za udarnu žilavost i istezanje.Elektrode sa niskim sadržajem vodika, tipa kalcijum-titanijuma i tipa željeznog oksida treba odabrati istovremeno.
(2) Ako su u kontaktu s korozivnim medijem, odgovarajuće šipke za zavarivanje od nehrđajućeg čelika moraju se odabrati na osnovu vrste, koncentracije, radne temperature medija i da li se radi o općoj odjeći ili intergranularnoj koroziji.
(3) Prilikom rada u uslovima habanja treba razlikovati da li je u pitanju normalno ili udarno habanje i da li se radi o habanju pri normalnoj ili visokoj temperaturi.
(4) Prilikom rada u netemperaturnim uslovima treba odabrati odgovarajuće šipke za zavarivanje koje osiguravaju mehanička svojstva na niskim ili visokim temperaturama.
3. Uzmite u obzir složenost zajedničkog oblika zavara, krutost, pripremu loma zavarivanja i položaj zavarivanja.
(1) Za zavarene spojeve složenih oblika ili velike debljine, napon skupljanja metala šava tokom hlađenja je velik i postoji sklonost do pojave pukotina.Moraju se odabrati šipke za zavarivanje sa jakom otpornošću na pucanje, kao što su šipke za zavarivanje sa niskim sadržajem vodika, šipke za zavarivanje visoke žilavosti ili šipke za zavarivanje sa željeznim oksidom.
(2) Za zavarene elemente koji se zbog uvjeta ne mogu prevrnuti moraju se odabrati zavarivačke šipke koje se mogu zavariti u svim položajima.
(3) Za dijelove za zavarivanje koje je teško očistiti, koristite kisele šipke za zavarivanje koje su visoko oksidirajuće i neosjetljive na kamenac i ulje kako biste izbjegli defekte kao što su pore.
4. Razmotrite opremu mjesta zavarivanja
Na mjestima gdje nema aparata za jednosmjerno zavarivanje nije preporučljivo koristiti šipke za zavarivanje sa ograničenim napajanjem DC.Umjesto toga treba koristiti šipke za zavarivanje sa AC i DC napajanjem.Neki čelici (kao što je perlitni čelik otporan na toplinu) moraju eliminirati toplinsko naprezanje nakon zavarivanja, ali se ne mogu termički obraditi zbog uvjeta opreme (ili strukturalnih ograničenja).Umjesto toga treba koristiti šipke za zavarivanje izrađene od materijala koji nisu obični metali (kao što je austenitni nehrđajući čelik), a toplinska obrada nakon zavarivanja nije potrebna.
5. Razmotriti poboljšanje procesa zavarivanja i zaštitu zdravlja radnika
Tamo gdje i kisele i alkalne elektrode mogu ispuniti zahtjeve, kisele elektrode treba koristiti što je više moguće.
6. Razmotrite produktivnost rada i ekonomsku racionalnost
U slučaju istih performansi, trebali bismo pokušati koristiti jeftinije kisele šipke za zavarivanje umjesto alkalnih šipki za zavarivanje.Među kiselim šipkama za zavarivanje najskuplji su titanijumski i titan-kalcijumski tip.U skladu sa stanjem mineralnih resursa moje zemlje, titanijum gvožđe treba energično promovisati.Obložena šipka za zavarivanje.
Vrijeme objave: 27.10.2023