ก้านที่ยากที่สุดในการเชื่อมด้วย?

ความยากลำบากในการเชื่อมด้วยก้านนั้นเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของก้านอย่างใกล้ชิดและวัสดุที่ออกแบบมาเพื่อเข้าร่วม เมื่อถามว่า "ก้านที่ยากที่สุดในการเชื่อมคืออะไร" คำตอบโดยทั่วไปชี้ไปที่แท่งที่ใช้สำหรับการเชื่อมสูง - การแสดงยาก - ถึง - เชื่อมโลหะผสม - โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แท่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในสิ่งที่ท้าทายที่สุดในการทำงานด้วยเนื่องจากองค์ประกอบที่ซับซ้อนความไวต่อเงื่อนไขการเชื่อมและความต้องการที่เข้มงวดของโลหะผสมที่พวกเขาผูกพัน
เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเชื่อมโยงก้านเข้ากับการใช้งานที่ตั้งใจไว้ แท่งเชื่อม (หรืออิเล็กโทรด) ถูกออกแบบมาเพื่อให้ตรงกับคุณสมบัติทางเคมีและเชิงกลของโลหะผสมฐาน สำหรับความร้อน - superalloys ต้านทาน - รู้จักกันในชื่อโลหะผสมที่ยากที่สุดในการเชื่อม (ตามที่กล่าวไว้ในการวิเคราะห์ก่อนหน้านี้) - แท่งต้องมีระดับสูงของนิกเกิลโครเมียมโมลิบดีนัม องค์ประกอบที่ซับซ้อนนี้ในขณะที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพทำให้แท่งยากที่จะจัดการโดยเนื้อแท้
ความท้าทายสำคัญอย่างหนึ่งคือความไวของก้านต่ออินพุตความร้อน ซึ่งแตกต่างจากแท่งสำหรับเหล็กโลหะผสมต่ำหรือเหล็กกล้าอ่อนซึ่งทนต่อการแปรผันของความร้อนปานกลางแท่ง superalloy ต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ความร้อนที่มากเกินไปทำให้องค์ประกอบการผสมของก้านแยกออกจากสระว่ายน้ำเชื่อมทำให้เกิดเฟส intermetallic ที่เปราะบาง (เช่นเฟส LAVES ใน Inconel - แท่ง) ที่ทำให้ข้อต่ออ่อนลง ในทางกลับกันความร้อนไม่เพียงพอนำไปสู่การหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากก้านและโลหะฐานไม่สามารถละลายและผูกมัดได้อย่างเหมาะสม "หน้าต่างความร้อน" ที่แคบนี้ต้องการทักษะที่ยอดเยี่ยมจากช่างเชื่อมเพื่อสมดุลความเข้มของส่วนโค้งและความเร็วในการเดินทาง
สิ่งกีดขวางที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือแนวโน้มของก้านที่จะส่งเสริมการแตกร้อน การแคร็กร้อนเกิดขึ้นเมื่อต่ำ - การละลาย - องค์ประกอบจุดในก้าน (เช่นซัลเฟอร์หรือซิลิกอน) เข้มข้นที่ขอบเขตของเมล็ดในระหว่างการทำให้แข็งตัว แท่ง Superalloy มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเนื้อหาโลหะผสมที่สูงของพวกเขาเพิ่มความเสี่ยงของการแยกดังกล่าว ตัวอย่างเช่นแท่งที่ออกแบบมาสำหรับ Inconel 718 มักจะมี niobium เพื่อให้ตรงกับความแข็งแรงของโลหะผสมฐาน แต่ Niobium สามารถสร้างสารประกอบที่เปราะบางที่รวบรวมที่ขอบเขตของเมล็ดทำให้การเชื่อมเสี่ยงต่อการแตก
การออกซิเดชั่นเป็นปัญหาที่สำคัญเช่นกัน แท่ง Superalloy มีองค์ประกอบเช่นโครเมียมและอลูมิเนียมซึ่งเป็นชั้นป้องกันออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตามในระหว่างการเชื่อมอาร์คสามารถสลายออกไซด์เหล่านี้ได้เผยให้เห็นโลหะหลอมเหลวของก้านกับออกซิเจนในอากาศ สิ่งนี้นำไปสู่การรวมออกไซด์ในการเชื่อมซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดความเครียดและลดความสมบูรณ์ของข้อต่อ แม้แต่การปนเปื้อนของออกซิเจนในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถทำให้การเชื่อมไม่มีประสิทธิภาพซึ่งต้องใช้ช่างเชื่อมเพื่อรักษาการป้องกันที่เข้มงวด - บ่อยครั้งด้วย ultra - อาร์กอนบริสุทธิ์ - และหลีกเลี่ยงช่องว่างใด ๆ ในการครอบคลุมก๊าซ
เมื่อเปรียบเทียบกับแท่งสำหรับวัสดุทั่วไป ยกตัวอย่างเช่นแท่งเหล็กอ่อนมีองค์ประกอบง่ายๆและทนต่ออินพุตความร้อนที่หลากหลายทำให้พวกเขาให้อภัยผู้เริ่มต้น แท่งสแตนเลสในขณะที่มีความต้องการมากขึ้นยังมีความยืดหยุ่นในการป้องกันและควบคุมความร้อนมากขึ้น ในทางตรงกันข้ามแท่ง Superalloy มีพื้นที่เล็ก ๆ น้อย ๆ สำหรับข้อผิดพลาด: การคำนวณผิดเล็กน้อยในความร้อนหรือการป้องกันสามารถนำไปสู่ข้อบกพร่องที่ประนีประนอมความสามารถของการเชื่อมในการทำงานในอุณหภูมิสูง - สูง - สภาพแวดล้อมความเครียด (เช่นส่วนประกอบเครื่องยนต์เจ็ท
คุณสมบัติทางกายภาพของก้านยังเพิ่มความยากลำบาก แท่ง Superalloy มักจะแข็งและเปราะมากกว่าแท่งมาตรฐานทำให้ยากต่อการจัดการโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดค่าร่วมที่แน่นหนา พวกเขาอาจต้องใช้ pre - การอบแห้งเพื่อกำจัดความชื้นที่ติดตามได้แม้กระทั่งความชื้น - สามารถแนะนำไฮโดรเจนลงในรอยเชื่อมทำให้เกิดความพรุนหรือการแคร็กในวัสดุที่มีความอ่อนไหวอยู่แล้ว
การเชื่อมด้วยแท่งเหล่านี้ต้องการเทคนิคและประสบการณ์พิเศษ:
•การควบคุมส่วนโค้งที่แม่นยำ: ช่างเชื่อมจะต้องรักษาความยาวส่วนโค้งที่เสถียรเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรือความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากความผันผวนเล็กน้อยสามารถทำให้เกิดการแยกหรือแตก
•การป้องกันที่เข้มงวด: นอกเหนือจากการป้องกันสระว่ายน้ำเชื่อมแล้วด้านหลังของข้อต่อและพื้นที่ที่อยู่ติดกันจะต้องได้รับการปกป้องด้วยก๊าซเฉื่อยจนกว่าพวกเขาจะเย็นลงต่ำกว่า 300 องศาเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
•โพสต์ - การดูแลเชื่อม: การรักษาความร้อน (เช่นการหลอมโซลูชัน) มักจะต้องลดความเครียดที่เหลือและคืนองค์ประกอบการผสมของก้านให้กับโครงสร้างจุลภาคที่ดีที่สุด - เพิ่มความซับซ้อนอีกชั้นหนึ่ง
โดยสรุปแท่งที่ยากที่สุดในการเชื่อมด้วยคือสิ่งที่ออกแบบมาสำหรับความร้อน - superalloys ที่ทนต่อ องค์ประกอบที่ซับซ้อนความไวต่อความร้อนและออกซิเจนและความต้องการความแม่นยำสัมบูรณ์ในทุกขั้นตอนทำให้พวกเขามีความท้าทายมากกว่าแท่งสำหรับเหล็กกล้าอ่อนสแตนเลสหรือแม้แต่อลูมิเนียม การเชื่อมด้วยแท่งเหล่านี้ไม่เพียง แต่เกี่ยวกับการเข้าร่วมโลหะ - มันเกี่ยวกับการควบคุมความสมดุลที่ละเอียดอ่อนของเคมีความร้อนและเทคนิคเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมตรงกับความต้องการอย่างมากของการใช้งานซูเปอร์ลอยด์
​