Existujú určité inherentné problémy pri zváraní odlišných kovov, ktoré bránia jeho rozvoju, ako je napríklad zloženie a výkon rozdielnej zóny tavenia kovu.Väčšina poškodení odlišnej štruktúry zvárania kovu sa vyskytuje v zóne fúzie.V dôsledku rôznych kryštalizačných charakteristík zvarov v každej časti v blízkosti zóny tavenia je tiež ľahké vytvoriť prechodovú vrstvu so slabým výkonom a zmenami v zložení.
Navyše, vplyvom dlhého času pri vysokej teplote sa difúzna vrstva v tejto oblasti roztiahne, čím sa ešte viac zvýši nerovnosť kovu.Navyše, keď sa zvárajú rozdielne kovy alebo po tepelnom spracovaní alebo vysokoteplotnej prevádzke po zváraní, často sa zistí, že uhlík na nízkolegovanej strane „migruje“ cez hranicu zvaru k vysokolegovanému zvaru a vytvára na ňom dekarbonizačné vrstvy. obe strany fúznej línie.A nauhličovacia vrstva, základný kov, tvorí dekarbonizačnú vrstvu na nízkolegovanej strane a nauhličovacia vrstva sa tvorí na vysoko legovanej zvarovej strane.
Prekážky a bariéry používania a rozvoja odlišných kovových konštrukcií sa prejavujú najmä v týchto aspektoch:
1. Pri izbovej teplote sú mechanické vlastnosti (ako je ťah, náraz, ohyb atď.) oblasti zváraného spoja rôznych kovov vo všeobecnosti lepšie ako vlastnosti základného kovu, ktorý sa má zvárať.Avšak pri vysokých teplotách alebo po dlhodobej prevádzke pri vysokých teplotách je výkon oblasti spoja horší ako u základného kovu.materiál.
2. Medzi austenitovým zvarom a perlitovým základným kovom je martenzitická prechodová zóna.Táto zóna má nízku húževnatosť a je to krehká vrstva s vysokou tvrdosťou.Je to tiež slabá zóna, ktorá spôsobuje zlyhanie a poškodenie komponentov.Zníži to zváranú konštrukciu.spoľahlivosť pri používaní.
3. Migrácia uhlíka počas tepelného spracovania po zváraní alebo vysokoteplotnej prevádzky spôsobí tvorbu nauhličených vrstiev a oduhličených vrstiev na oboch stranách tavnej linky.Všeobecne sa verí, že redukcia uhlíka v dekarbonizovanej vrstve povedie k veľkým zmenám (všeobecne zhoršeniu) v štruktúre a výkonnosti oblasti, čím sa táto oblasť stane náchylnou na skoré zlyhanie počas prevádzky.Poruchové časti mnohých vysokoteplotných potrubí v prevádzke alebo počas testovania sú sústredené v dekarbonizačnej vrstve.
4. Zlyhanie súvisí s podmienkami, ako je čas, teplota a striedavý stres.
5. Tepelné spracovanie po zváraní nemôže eliminovať rozloženie zvyškového napätia v oblasti spoja.
6. Nehomogenita chemického zloženia.
Keď sa zvárajú rozdielne kovy, keďže kovy na oboch stranách zvaru a zloženie zliatiny zvaru sú zjavne odlišné, počas procesu zvárania sa základný kov a zvárací materiál roztavia a navzájom sa zmiešajú.Rovnomernosť miešania sa zmení so zmenou procesu zvárania.Zmeny a rovnomernosť miešania je tiež veľmi rozdielna v rôznych polohách zvarového spoja, čo má za následok nehomogenitu chemického zloženia zvarového spoja.
7. Nehomogenita metalografickej štruktúry.
V dôsledku diskontinuity chemického zloženia zvarového spoja sa po skúsenostiach s tepelným cyklom zvárania objavujú v každej oblasti zvarového spoja rôzne štruktúry a v niektorých oblastiach sa často objavujú mimoriadne zložité organizačné štruktúry.
8. Prerušenie výkonu.
Rozdiely v chemickom zložení a metalografickej štruktúre zvarových spojov spôsobujú rozdielne mechanické vlastnosti zvarových spojov.Pevnosť, tvrdosť, plasticita, húževnatosť, rázové vlastnosti, tečenie pri vysokej teplote a trvanlivosť rôznych oblastí pozdĺž zvarového spoja sú veľmi odlišné.Táto výrazná nehomogenita spôsobuje, že sa rôzne oblasti zvarového spoja správajú za rovnakých podmienok veľmi odlišne, pričom sa objavujú oslabené oblasti a spevnené oblasti.Najmä pri vysokých teplotách sú počas servisného procesu v prevádzke rôzne kovové zvarové spoje.Často dochádza k skorým zlyhaniam.
Charakteristika rôznych metód zvárania pri zváraní rôznych kovov
Väčšina metód zvárania sa môže použiť na zváranie rôznych kovov, ale pri výbere metód zvárania a formulovaní procesných opatrení by sa stále mali brať do úvahy charakteristiky rôznych kovov.Podľa rôznych požiadaviek na základné kovy a zvárané spoje sa pri zváraní rôznych kovov používajú tavné zváranie, tlakové zváranie a iné metódy zvárania, ale každý má svoje výhody a nevýhody.
1. Zváranie
Najbežnejšie používanou metódou tavného zvárania pri zváraní odlišných kovov je zváranie elektródovým oblúkom, zváranie pod tavivom, oblúkové zváranie v plynovej ochrannej atmosfére, elektrotroskové zváranie, plazmové oblúkové zváranie, zváranie elektrónovým lúčom, laserové zváranie atď. Na zníženie riedenia znížte tavenie pomer alebo riadenie množstva tavenia rôznych kovových základných materiálov, zvyčajne možno použiť zváranie elektrónovým lúčom, laserové zváranie, zváranie plazmovým oblúkom a iné metódy s vyššou hustotou energie zdroja tepla.
Aby sa znížila hĺbka prieniku, môžu sa prijať technologické opatrenia, ako je nepriamy oblúk, výkyvný zvárací drôt, pásová elektróda a prídavný zvárací drôt bez napätia.Ale bez ohľadu na to, pokiaľ ide o tavné zváranie, časť základného kovu sa vždy roztaví do zvaru a spôsobí zriedenie.Okrem toho sa budú vytvárať aj intermetalické zlúčeniny, eutektiká atď.Aby sa tieto nepriaznivé účinky zmiernili, musí sa kontrolovať a skrátiť doba zotrvania kovov v kvapalnom alebo vysokoteplotnom pevnom stave.
Napriek neustálemu zlepšovaniu a zdokonaľovaniu metód zvárania a procesných opatrení je však stále ťažké vyriešiť všetky problémy pri zváraní odlišných kovov, pretože existuje veľa druhov kovov, rôzne požiadavky na výkon a rôzne formy spojov.V mnohých prípadoch je potrebné na vyriešenie problémov zvárania špecifických odlišných kovových spojov použiť tlakové zváranie alebo iné metódy zvárania.
2. Tlakové zváranie
Väčšina metód tlakového zvárania iba zahrieva kov, ktorý sa má zvárať, do plastického stavu alebo ho dokonca nezohrieva, ale vyvíja určitý tlak ako základnú vlastnosť.V porovnaní s tavným zváraním má tlakové zváranie určité výhody pri zváraní rôznych kovových spojov.Pokiaľ to tvar spoja umožňuje a kvalita zvárania môže spĺňať požiadavky, tlakové zváranie je často rozumnejšou voľbou.
Počas tlakového zvárania sa povrchy rozhrania rôznych kovov môžu alebo nemusia roztaviť.Avšak vplyvom tlaku, aj keď je na povrchu roztavený kov, bude vytlačený a vybitý (ako je bleskové zváranie a trecie zváranie).Len v niekoľkých prípadoch Po tlakovom zváraní (ako je bodové zváranie) zostane raz roztavený kov.
Pretože tlakové zváranie nezohrieva alebo teplota ohrevu je nízka, môže znížiť alebo zabrániť nepriaznivým účinkom tepelných cyklov na vlastnosti kovu základného kovu a zabrániť tvorbe krehkých intermetalických zlúčenín.Niektoré formy tlakového zvárania môžu dokonca vytlačiť intermetalické zlúčeniny, ktoré sa vytvorili zo spoja.Okrem toho nevzniká problém so zmenami vlastností zvarového kovu spôsobených riedením pri tlakovom zváraní.
Väčšina metód tlakového zvárania má však určité požiadavky na tvar spoja.Napríklad bodové zváranie, švové zváranie a ultrazvukové zváranie musia používať preplátované spoje;pri zváraní trením musí mať aspoň jeden obrobok rotačný prierez telesa;výbuchové zváranie je použiteľné len pre väčšie plošné spoje atď. Tlakové zváracie zariadenia zatiaľ nie sú populárne.Tieto nepochybne obmedzujú rozsah použitia tlakového zvárania.
3. Iné metódy
Okrem tavného zvárania a tlakového zvárania existuje niekoľko metód, ktoré možno použiť na zváranie rôznych kovov.Napríklad spájkovanie je metóda zvárania odlišných kovov medzi prídavným kovom a základným kovom, ale tu sa diskutuje o špeciálnejšej metóde spájkovania.
Existuje metóda nazývaná tavné zváranie-spájkovanie, to znamená, že strana základného kovu s nízkou teplotou topenia odlišného kovového spoja je zváraná tavným zváraním a strana základného kovu s vysokou teplotou topenia je spájkovaná.A zvyčajne sa ako spájka používa rovnaký kov ako základný materiál s nízkou teplotou topenia.Preto je proces zvárania medzi prídavným kovom na tvrdé spájkovanie a základným kovom s nízkou teplotou topenia rovnaký kov a neexistujú žiadne zvláštne ťažkosti.
Proces spájkovania prebieha medzi prídavným kovom a základným kovom s vysokou teplotou topenia.Základný kov sa netaví ani nekryštalizuje, čo môže zabrániť mnohým problémom so zvariteľnosťou, ale vyžaduje sa, aby prídavný kov bol schopný dobre zmáčať základný kov.
Ďalšia metóda sa nazýva eutektické spájkovanie alebo eutektické difúzne spájkovanie.Ide o zahriatie kontaktného povrchu rôznych kovov na určitú teplotu, takže tieto dva kovy tvoria na kontaktnom povrchu eutektikum s nízkou teplotou topenia.Eutektikum s nízkou teplotou topenia je pri tejto teplote kvapalné a v podstate sa stáva druhom spájky bez potreby externej spájky.Spájkovacia metóda.
To si samozrejme vyžaduje vytvorenie eutektika s nízkou teplotou topenia medzi týmito dvoma kovmi.Počas difúzneho zvárania rôznych kovov sa pridáva materiál medzivrstvy a materiál medzivrstvy sa zahrieva pod veľmi nízkym tlakom, aby sa roztavil alebo vytvoril eutektikum s nízkou teplotou topenia v kontakte s kovom, ktorý sa má zvárať.Tenká vrstva kvapaliny vytvorená v tomto čase, po určitej dobe procesu uchovávania tepla, spôsobí, že sa materiál medzivrstvy roztaví.Keď sú všetky materiály medzivrstvy difundované do základného materiálu a homogenizované, môže sa vytvoriť odlišný kovový spoj bez medzimateriálov.
Tento typ metódy vytvorí počas procesu zvárania malé množstvo tekutého kovu.Preto sa nazýva aj zváranie s prechodom kvapalnej fázy.Ich spoločným znakom je, že v spoji nie je žiadna odlievacia štruktúra.
Na čo treba pamätať pri zváraní rôznych kovov
1. Zvážte fyzikálne, mechanické vlastnosti a chemické zloženie zvarenca
(1) Z hľadiska rovnakej pevnosti vyberajte zváracie tyče, ktoré spĺňajú mechanické vlastnosti základného kovu, alebo kombinujú zvárateľnosť základného kovu so zváracími tyčami s nerovnakou pevnosťou a dobrou zvariteľnosťou, ale zohľadnite konštrukčnú formu zvar, aby bola dosiahnutá rovnaká pevnosť.Pevnosť a iné požiadavky na tuhosť.
(2) Zabezpečte, aby zloženie zliatiny bolo v súlade so základným materiálom alebo sa k nemu približovalo.
(3) Ak základný kov obsahuje vysoké hladiny škodlivých nečistôt C, S a P, mali by sa zvoliť zváracie drôty s lepšou odolnosťou voči prasklinám a odolnosti voči pórovitosti.Odporúča sa použiť elektródu z oxidu vápenatého a titaničitého.Ak sa to stále nedá vyriešiť, možno použiť zváraciu tyč s nízkym obsahom sodíka.
2. Zvážte pracovné podmienky a výkon zvarenca
(1) V podmienkach dynamického zaťaženia ložísk a nárazového zaťaženia sú okrem zabezpečenia pevnosti vysoké požiadavky na rázovú húževnatosť a predĺženie.Elektródy typu s nízkym obsahom vodíka, typu vápnika a titánu a typu oxidu železa by sa mali zvoliť naraz.
(2) Pri kontakte s korozívnym médiom sa musia zvoliť vhodné nerezové zváracie drôty podľa druhu, koncentrácie, pracovnej teploty média a či ide o všeobecnú odevnú alebo medzikryštalickú koróziu.
(3) Pri práci v podmienkach opotrebovania by sa malo rozlišovať, či ide o bežné alebo nárazové opotrebovanie a či ide o opotrebovanie pri normálnej teplote alebo vysokej teplote.
(4) Pri práci v neteplotných podmienkach by sa mali zvoliť zodpovedajúce zváracie tyče, ktoré zabezpečujú mechanické vlastnosti pri nízkych alebo vysokých teplotách.
3. Zvážte zložitosť spoločného tvaru zvaru, tuhosť, prípravu zvarového lomu a polohu zvárania.
(1) Pri zvarencoch zložitých tvarov alebo veľkých hrúbok je napätie zmrašťovania zvarového kovu počas chladenia veľké a je náchylný na vznik trhlín.Zváracie tyče so silnou odolnosťou proti praskaniu musia byť zvolené, ako sú zváracie tyče s nízkym obsahom vodíka, vysokopevnostné zváracie tyče alebo zváracie tyče s oxidom železa.
(2) Pre zvarence, ktoré nie je možné v dôsledku podmienok prevrátiť, treba zvoliť zváracie tyče, ktoré je možné zvárať vo všetkých polohách.
(3) Na zváranie častí, ktoré sa ťažko čistia, používajte kyslé zváracie tyče, ktoré sú vysoko oxidačné a necitlivé na vodný kameň a olej, aby ste sa vyhli defektom, ako sú póry.
4. Zvážte vybavenie miesta zvárania
V miestach, kde nie je DC zváračka, nie je vhodné používať zváracie tyče s obmedzeným jednosmerným napájaním.Namiesto toho by sa mali použiť zváracie tyče s napájaním AC a DC.Niektoré ocele (napríklad perlitická žiaruvzdorná oceľ) potrebujú eliminovať tepelné namáhanie po zváraní, ale nemôžu byť tepelne spracované kvôli podmienkam zariadenia (alebo konštrukčným obmedzeniam).Namiesto toho by sa mali použiť zváracie tyče vyrobené z iných ako kovových materiálov (ako je austenitická nehrdzavejúca oceľ) a tepelné spracovanie po zváraní nie je potrebné.
5. Zvážte zlepšenie zváracích procesov a ochranu zdravia pracovníkov
Ak kyslé aj alkalické elektródy spĺňajú požiadavky, mali by sa v čo najväčšej miere používať kyslé elektródy.
6. Zvážte produktivitu práce a ekonomickú racionalitu
V prípade rovnakého výkonu by sme sa mali pokúsiť použiť lacnejšie kyslé zváracie tyče namiesto alkalických zváracích tyčí.Spomedzi kyslých zváracích tyčí sú najdrahšie titánové a titánovo-vápenaté.Podľa situácie nerastných zdrojov mojej krajiny by sa titánové železo malo dôrazne propagovať.Potiahnutá zváracia tyč.
Čas odoslania: 27. októbra 2023