โลหะผสมที่ใช้นิกเกิลใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศพลังงานและสารเคมีการต่อเรือและทุ่งนาอื่น ๆ เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อความเหนื่อยล้า อย่างไรก็ตามกระบวนการเชื่อมมีความซับซ้อนและมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องเช่นรอยแตกด้วยความร้อนและรูขุมขน จำเป็นต้องเลือกวิธีการที่เหมาะสมและพารามิเตอร์กระบวนการตามคุณสมบัติของวัสดุ ต่อไปนี้เป็นเทคโนโลยีหลักและความคืบหน้าการวิจัยของการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิล:
1. วิธีการเชื่อมทั่วไป
การเชื่อมป้องกันก๊าซแบบเฉื่อย: การเชื่อมก๊าซเฉื่อยทังสเตน (GTAW) และการเชื่อมก๊าซเฉื่อยโลหะ (GMAW) เป็นวิธีที่ต้องการสำหรับการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิลโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับท่อที่มีผนังบางและชิ้นส่วนเล็ก ๆ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันและสิ่งสกปรกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน: เทคโนโลยีการเชื่อมลำแสงพลังงานสูง (เช่นการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน) สามารถเชื่อมต่อความแม่นยำสูงของโลหะผสมนิกเกิลหนา ๆ ที่มีโครงสร้างเชื่อมหนาแน่นและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก มันถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในการเชื่อมส่วนประกอบร้อนของกังหันก๊าซและแผ่นหนาของเรือ
การเชื่อมการแพร่กระจายและการประสาน: การเชื่อมการแพร่กระจาย (เช่นการเชื่อมเฟสของเหลวชั่วคราว) โดยใช้โลหะผสมนิกเกิลที่ใช้เป็นชั้นกลางสามารถแก้ปัญหาการเชื่อมต่อของวัสดุที่แตกต่างกัน (เช่นโลหะผสมเหล็กโครโมโซม-อลูมิเนียม) และความแข็งแรงร่วมสามารถเข้าถึงวัสดุแม่มากกว่า 70%
2. การเลือกวัสดุเชื่อมและการควบคุมกระบวนการ
การจับคู่วัสดุการเชื่อม: สายเชื่อมหรือก้านเชื่อมที่มีองค์ประกอบคล้ายกับวัสดุแม่แม่ควรเลือกเช่นวัสดุเชื่อมโลหะผสมโครเมียมสูง (เช่น ARC625, Incoloy 825) เพื่อลดความเสี่ยงของการแยกองค์ประกอบ
การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ: ในระหว่างการเชื่อมพลาสม่าอาร์คสเปรย์การเพิ่มขึ้นของกระแสการถ่ายโอนส่วนโค้งจะลดความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของชั้นเชื่อม แต่การเพิ่มทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ การเชื่อมโลหะผสมทองแดงนิกเกิลต้องมีการควบคุมการป้องกันอาร์กอนอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันการก่อตัวของรูขุมขน
3. การป้องกันข้อบกพร่องและการควบคุมคุณภาพ
รอยร้าวและรูขุมขนร้อน: ความเสี่ยงของรอยแตกร้อนสามารถลดลงได้โดยการควบคุมอุณหภูมิ interlayer (หลีกเลี่ยงการพักในเขตไว) ทำให้สภาพแวดล้อมการเชื่อมแห้งและใช้เทคโนโลยีลูกปัดเชื่อมแคบ
การจัดการความเครียดที่เหลือ: วิธีการของหลุมตาบอดและวิธีการเยื้องสามารถทดสอบความเครียดที่เหลืออยู่ได้อย่างแม่นยำ ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบจะต้องรวมกับการสอบเทียบจริงมากกว่าการคำนวณเชิงทฤษฎีเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลความน่าเชื่อถือ
4. กรณีแอปพลิเคชันทั่วไป
สนามพลังงานนิวเคลียร์: เส้นทางการแพร่กระจายรอยแตกของรอยต่อที่แตกต่างกันของโลหะผสม 52 ม. ต้องได้รับความสนใจ รอยแตกเป็นเรื่องง่ายที่จะเบี่ยงเบนไปยังวัสดุที่มีความแข็งแรงต่ำและขั้นตอนการประเมินจะต้องมีการปรับร่วมกับความแข็งแรงของวัสดุที่ไม่ตรงกัน
สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ: การเชื่อมป้องกันก๊าซแบบฟลักซ์-คอ (FCAW-G) ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จสำหรับการเชื่อมระดับ -196 การเชื่อมของโลหะผสม Incoloy 825 และความเหนียวแรงกระแทกของข้อต่อพบมาตรฐานตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ก๊าซธรรมชาติเหลว
การเชื่อมแผ่นคอมโพสิต: แถบอิเล็กโทรดอิเล็กโทรดอิเล็กโทรสแล็กเทคโนโลยีการหุ้มสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนแบบกานพลูของแผ่นคอมโพสิต 825 ที่ใช้ bimetallic นิกเกิล 825 ในขณะที่มั่นใจความแข็งแรงของวัสดุพื้นฐาน
5. ทิศทางการวิจัยในอนาคต
การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การเชื่อมลำแสงพลังงานสูงอัจฉริยะการวิเคราะห์พฤติกรรมการเชื่อมต่อของวัสดุที่แตกต่างกันและการจำลองเชิงตัวเลขของกระบวนการเชื่อม ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีการหุ้มด้วยเลเซอร์สามารถซ่อมแซมการสึกหรอของชิ้นส่วนโลหะผสมอุณหภูมิสูงและข้อต่อรอยเชื่อมของโลหะผสมนิกเกิลและท่อคอมโพสิตเหล็กคาร์บอนได้ผ่านการกัดกร่อนระหว่างเกรนและการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลให้โซลูชั่นใหม่สำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรง
บทสรุป
ความคืบหน้าของเทคโนโลยีการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิลขึ้นอยู่กับการพัฒนาที่ประสานงานของวิทยาศาสตร์วัสดุการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและเทคโนโลยีการตรวจจับ ในอนาคตด้วยความนิยมของอุปกรณ์เชื่อมอัจฉริยะและการพัฒนาวัสดุการเชื่อมใหม่ประสิทธิภาพและคุณภาพของการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิลจะดีขึ้นต่อไปเพื่อส่งเสริมการยกระดับอุตสาหกรรมการผลิตระดับไฮเอนด์
