Існуюць некаторыя ўнутраныя праблемы пры зварцы разнастайных металаў, якія перашкаджаюць яе развіццю, напрыклад склад і прадукцыйнасць зоны плаўлення разнастайных металаў.Большая частка пашкоджанняў разнастайных металічных зварачных канструкцый адбываецца ў зоне сплавлення.З-за розных характарыстык крышталізацыі зварных швоў у кожнай секцыі паблізу зоны расплаўлення таксама лёгка сфармаваць пераходны пласт з нізкай прадукцыйнасцю і зменамі ў складзе.
Акрамя таго, з-за доўгага знаходжання пры высокай тэмпературы дыфузійны пласт у гэтай зоне будзе пашырацца, што яшчэ больш павялічыць няроўнасці металу.Больш за тое, калі разнастайныя металы зварваюцца або пасля тэрмічнай апрацоўкі або высокатэмпературнай аперацыі пасля зваркі, часта выяўляецца, што вуглярод з нізкалегаванага боку «мігруе» праз мяжу зварнога шва да высокалегаванага зварнога шва, утвараючы пласты обезуглероживания на абодва бакі ад лініі зліцця.А пласт науглероживания, асноўны метал, утварае пласт обезуглероживания на баку з нізкім утрыманнем сплаву, а пласт науглероживания ўтварае на баку зварнога шва з высокім утрыманнем сплаву.
Перашкоды і бар'еры для выкарыстання і развіцця разнастайных металічных канструкцый у асноўным выяўляюцца ў наступных аспектах:
1. Пры пакаёвай тэмпературы механічныя ўласцівасці (такія як расцяжэнне, удар, выгіб і г.д.) зварнога злучэння разнародных металаў, як правіла, лепш, чым у асноўнага металу, які зварваецца.Аднак пры высокіх тэмпературах або пасля працяглай працы пры высокіх тэмпературах характарыстыкі зоны злучэння саступаюць паказчыкам асноўнага металу.матэрыял.
2. Паміж аустенитным зварным швом і перлітным асноўным металам існуе мартенситная пераходная зона.Гэтая зона мае нізкую глейкасць і ўяўляе сабой далікатны пласт высокай цвёрдасці.Гэта таксама слабая зона, якая выклікае адмову і пашкоджанне кампанентаў.Гэта паменшыць зварную канструкцыю.надзейнасць выкарыстання.
3. Міграцыя вугляроду падчас тэрмічнай апрацоўкі пасля зваркі або працы пры высокай тэмпературы прывядзе да адукацыі науглероживаемых слаёў і абязуглерожваемых слаёў па абодва бакі ад лініі плаўлення.Звычайна лічыцца, што памяншэнне ўтрымання вугляроду ў обезуглероженном пласце прывядзе да сур'ёзных змен (у цэлым пагаршэння) у структуры і прадукцыйнасці вобласці, што робіць гэтую вобласць схільнай да ранніх паломак падчас эксплуатацыі.Адмоўныя часткі многіх высокатэмпературных трубаправодаў, якія знаходзяцца ў эксплуатацыі або выпрабоўваюцца, сканцэнтраваны ў пласце абязуглерожвання.
4. Няўдача звязана з такімі ўмовамі, як час, тэмпература і пераменны стрэс.
5. Тэрмічная апрацоўка пасля зваркі не можа ліквідаваць размеркаванне рэшткавага напружання ў вобласці злучэння.
6. Неаднастайнасць хімічнага складу.
Пры зварцы розных металаў, так як металы з абодвух бакоў зварнога шва і склад сплаву зварнога шва відавочна адрозніваюцца, у працэсе зваркі асноўны метал і зварачны матэрыял будуць плавіцца і змешвацца адзін з адным.Аднастайнасць мяшання будзе змяняцца пры змене працэсу зваркі.Змяняецца, і аднастайнасць змешвання таксама моцна адрозніваецца ў розных месцах зварнога злучэння, што прыводзіць да неаднароднасці хімічнага складу зварнога злучэння.
7. Неаднастайнасць металаграфічнай структуры.
З-за перарывістасці хімічнага складу зварнога злучэння пасля выпрабаванні тэрмічнага цыклу зваркі ў кожнай вобласці зварнога злучэння з'яўляюцца розныя структуры, а ў некаторых раёнах часта з'яўляюцца надзвычай складаныя арганізацыйныя структуры.
8. Перарывістасць прадукцыйнасці.
Адрозненні ў хімічным складзе і металаграфічнай структуры зварных злучэнняў абумоўліваюць розныя механічныя ўласцівасці зварных злучэнняў.Трываласць, цвёрдасць, пластычнасць, ударная ўласцівасць, высокая тэмпература паўзучасці і даўгавечнасць розных участкаў уздоўж зварнога злучэння вельмі розныя.Гэтая значная неаднароднасць прымушае розныя ўчасткі зварнога злучэння паводзіць сябе вельмі па-рознаму ў аднолькавых умовах, з'яўляюцца аслабленыя ўчасткі і ўзмоцненыя ўчасткі.Асабліва ва ўмовах высокай тэмпературы разнастайныя металічныя зварныя злучэнні знаходзяцца ў эксплуатацыі ў працэсе абслугоўвання.Часта здараюцца раннія збоі.
Характарыстыка розных спосабаў зваркі пры зварцы разнародных металаў
Большасць метадаў зваркі можна выкарыстоўваць для зваркі разнастайных металаў, але пры выбары метадаў зваркі і распрацоўцы тэхналагічных мерапрыемстваў варта ўлічваць характарыстыкі разнародных металаў.У адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі да асноўнага металу і зварных злучэнняў, зварка плаўленнем, зварка ціскам і іншыя метады зваркі выкарыстоўваюцца пры зварцы розных металаў, але кожны з іх мае свае перавагі і недахопы.
1. Зварка
Найбольш часта выкарыстоўваным метадам зваркі плаўленнем пры зварцы розных металаў з'яўляецца дугавая зварка электродам, дугавая зварка пад флюсам, дугавая зварка ў абароненым газе, электрашлакавая зварка, плазменна-дугавая зварка, электронна-прамянёвая зварка, лазерная зварка і г. д. Каб паменшыць разбаўленне, паменшыце плаўленне суадносіны або кантроль колькасці плаўлення розных металічных асноўных матэрыялаў, электронна-прамянёвая зварка, лазерная зварка, плазменна-дугавая зварка і іншыя метады з больш высокай шчыльнасцю энергіі крыніцы цяпла звычайна могуць быць выкарыстаны.
Для памяншэння глыбіні праплавлення можна выкарыстоўваць такія тэхналагічныя меры, як непрамая дуга, зварачны дрот з паваротам, істужачны электрод і дадатковы зварачны дрот без напружання.Але нягледзячы ні на што, пакуль гэта зварка плаўленнем, частка асноўнага металу заўсёды будзе плавіцца ў зварным шве і выклікаць развядзенне.Акрамя таго, таксама будуць утварацца інтэрметалічныя злучэнні, эўтэктыка і інш.Для таго, каб змякчыць такія негатыўныя наступствы, неабходна кантраляваць і скараціць час знаходжання металаў у вадкім або высокатэмпературным цвёрдым стане.
Аднак, нягледзячы на пастаяннае ўдасканаленне і ўдасканаленне метадаў зваркі і тэхналагічных мерапрыемстваў, усё яшчэ цяжка вырашыць усе праблемы пры зварцы рознародных металаў, таму што існуе мноства тыпаў металаў, розныя патрабаванні да прадукцыйнасці і розныя формы злучэнняў.У многіх выпадках неабходна выкарыстоўваць зварку ціскам або іншыя метады зваркі для вырашэння праблем зваркі пэўных разнастайных металічных злучэнняў.
2. Зварка ціскам
Большасць метадаў зваркі ціскам толькі награваюць метал, які трэба зварыць, да пластычнага стану або нават не награваюць, але прымяняюць пэўны ціск у якасці асноўнай асаблівасці.У параўнанні са зваркай плаўленнем зварка ціскам мае пэўныя перавагі пры зварцы злучэнняў разнародных металаў.Пакуль дазваляе форма злучэння і якасць зваркі можа адпавядаць патрабаванням, зварка ціскам часта з'яўляецца больш разумным выбарам.
Падчас зваркі ціскам паверхні разнастайных металаў могуць расплавіцца, а могуць і не расплавіцца.Аднак з-за ўздзеяння ціску, нават калі на паверхні ёсць расплаўлены метал, ён будзе экструдаваны і разраджаны (напрыклад, пры зварцы вогнеплаўкай і зварцы трэннем).Толькі ў некаторых выпадках пасля зваркі ціскам (напрыклад, кропкавай зваркі) застаецца расплаўлены метал.
Паколькі зварка пад ціскам не награваецца або тэмпература нагрэву нізкая, яна можа паменшыць або пазбегнуць неспрыяльнага ўздзеяння тэрмічных цыклаў на ўласцівасці металу асноўнага металу і прадухіліць утварэнне далікатных інтэрметалідных злучэнняў.Некаторыя віды зваркі пад ціскам могуць нават выціснуць інтэрметалідныя злучэнні, якія ўтварыліся з сустава.Акрамя таго, няма праблемы змены ўласцівасцей зварнога металу, выкліканага разбаўленнем падчас зваркі ціскам.
Аднак большасць метадаў зваркі ціскам прад'яўляюць пэўныя патрабаванні да формы злучэння.Напрыклад, кропкавая зварка, шовная зварка і ультрагукавая зварка павінны выкарыстоўваць внахлест;пры зварцы трэннем хаця б адна нарыхтоўка павінна мець сячэнне верціцца цела;зварка выбухам дастасоўная толькі для злучэнняў большай плошчы і г. д. Абсталяванне для зваркі ціскам пакуль не папулярна.Гэта, несумненна, абмяжоўвае сферу прымянення зваркі ціскам.
3. Іншыя метады
У дадатак да зваркі плаўленнем і зваркі ціскам існуе некалькі метадаў, якія можна выкарыстоўваць для зваркі разнародных металаў.Напрыклад, пайка - гэта метад зваркі рознародных металаў паміж прысадачным і асноўным металам, але тут абмяркоўваецца больш спецыяльны метад пайкі.
Існуе метад, які называецца зварка плаўленнем-пайка, гэта значыць, што бок асноўнага металу з нізкай тэмпературай плаўлення разнастайнага металічнага злучэння зварваецца плаўленнем, а бок асноўнага металу з высокай тэмпературай плаўлення паяецца.І звычайна ў якасці прыпоя выкарыстоўваецца той жа метал, што і асноўны матэрыял з нізкай тэмпературай плаўлення.Такім чынам, працэс зваркі паміж прыпоем і асноўным металам з нізкай тэмпературай плаўлення - гэта адзін і той жа метал, і асаблівых цяжкасцей няма.
Працэс паяння адбываецца паміж прысадачным металам і асноўным металам з высокай тэмпературай плаўлення.Асноўны метал не плавіцца і не крышталізуецца, што дазваляе пазбегнуць многіх праблем са зварваемасцю, але прысадачны метал павінен мець магчымасць добра змочваць асноўны метал.
Іншы метад называецца эўтэктычнай пайкай або эўтэктычнай дыфузійнай пайкай.Гэта неабходна для нагрэву кантактнай паверхні разнародных металаў да пэўнай тэмпературы, каб два металы ўтварылі на паверхні кантакту эўтэктыку з нізкай тэмпературай плаўлення.Эўтэктыка з нізкай тэмпературай плаўлення з'яўляецца вадкай пры гэтай тэмпературы, па сутнасці, становячыся своеасаблівым прыпоем без неабходнасці вонкавага прыпоя.Спосаб паяння.
Зразумела, гэта патрабуе адукацыі эўтэктыкі з нізкай тэмпературай плаўлення паміж двума металамі.Падчас дыфузійнай зваркі разнастайных металаў дадаецца матэрыял прамежкавага пласта, які награваецца пад вельмі нізкім ціскам, каб расплавіцца або ўтварыць эўтэктыку з нізкай тэмпературай плаўлення ў кантакце з металам, які зварваецца.Тонкі пласт вадкасці, які ўтвараецца ў гэты час, пасля пэўнага перыяду працэсу захавання цяпла прымушае матэрыял прамежкавага пласта плавіцца.Калі ўсе матэрыялы прамежкавага пласта дыфузіююць у асноўны матэрыял і гамагенізуюць, можа ўтварыцца рознае металічнае злучэнне без прамежкавых матэрыялаў.
Гэты тып метаду прывядзе да атрымання невялікай колькасці вадкага металу ў працэсе зваркі.Таму яе яшчэ называюць зваркай з вадкім фазавым пераходам.Іх агульная рыса ў тым, што ў злучэнні адсутнічае літая канструкцыя.
На што варта звярнуць увагу пры зварцы разнародных металаў
1. Разгледзім фізічныя, механічныя ўласцівасці і хімічны склад зварнога вырабу
(1) З пункту гледжання аднолькавай трываласці выбірайце зварачныя пруты, якія адпавядаюць механічным уласцівасцям асноўнага металу, або аб'ядноўвайце зварваемасць асноўнага металу са зварачнымі прутамі з рознай трываласцю і добрай зварванасцю, але ўлічвайце канструктыўную форму зварка для задавальнення роўнай трываласці.Патрабаванні да трываласці і іншыя патрабаванні да калянасці.
(2) Зрабіце склад яго сплаву адпаведным або блізкім да базавага матэрыялу.
(3) Калі асноўны метал змяшчае высокі ўзровень шкодных прымешак C, S і P, зварачныя пруткі павінны быць выбраны з лепшай устойлівасцю да расколінаў і сітаватасці.Рэкамендуецца выкарыстоўваць электрод з аксіду кальцыя і тытана.Калі гэта ўсё яшчэ не можа быць вырашана, можна выкарыстоўваць зварачны стрыжань з нізкім утрыманнем вадароду натрыю.
2. Улічвайце ўмовы працы і характарыстыкі зварнога вырабу
(1) Пры ўмове дынамічнай нагрузкі на падшыпнік і ўдарнай нагрузкі, у дадатак да забеспячэння трываласці, існуюць высокія патрабаванні да ўдарнай глейкасці і адноснага падаўжэння.Электроды з нізкім утрыманнем вадароду, кальцыева-тытанавыя і жалезааксідныя электроды павінны быць выбраны адначасова.
(2) Пры кантакце з агрэсіўнымі асяроддзямі неабходна выбраць адпаведныя зварачныя стрыжні з нержавеючай сталі ў залежнасці ад тыпу, канцэнтрацыі, працоўнай тэмпературы асяроддзя і таго, ці з'яўляецца гэта звычайная вопратка або міжкрышталітная карозія.
(3) Пры працы ва ўмовах зносу варта адрозніваць, ці з'яўляецца гэта знос звычайным або ўдарным, і ці з'яўляецца гэта знос пры нармальнай тэмпературы або пры высокай тэмпературы.
(4) Пры працы ў нетэмпературных умовах неабходна выбіраць адпаведныя зварачныя стрыжні, якія забяспечваюць нізка- або высокатэмпературныя механічныя ўласцівасці.
3. Улічвайце складанасць агульнай формы зварнога шва, калянасць, падрыхтоўку зварачнага разлому і становішча зваркі.
(1) Для зварных вырабаў складанай формы або вялікай таўшчыні напружанне ўсаджвання металу зварнога шва падчас астывання вялікае, і ўзнікаюць расколіны.Неабходна выбіраць зварачныя пруты з моцнай расколінастойлівасцю, такія як зварачныя пруты з нізкім утрыманнем вадароду, зварачныя пруты высокай трываласці або зварачныя пруты з аксіду жалеза.
(2) Для зварных вырабаў, якія немагчыма перавярнуць з-за ўмоў, неабходна выбраць зварачныя стрыжні, якія можна зварваць ва ўсіх пазіцыях.
(3) Для зварачных дэталяў, якія цяжка ачысціць, выкарыстоўвайце кіслотныя зварачныя стрыжні, якія моцна акісляюцца і неадчувальныя да накіпу і масла, каб пазбегнуць такіх дэфектаў, як пары.
4. Разгледзьце абсталяванне зварачнай пляцоўкі
У месцах, дзе няма зварачнага апарата пастаяннага току, не рэкамендуецца выкарыстоўваць зварачныя стрыжні з абмежаваным сілкаваннем пастаяннага току.Замест іх варта выкарыстоўваць зварачныя стрыжні з крыніцай харчавання пераменнага і пастаяннага току.Некаторыя сталі (напрыклад, перлітная гарачатрывалая сталь) маюць патрэбу ў ліквідацыі тэрмічнага напружання пасля зваркі, але не могуць падвяргацца тэрмічнай апрацоўцы з-за ўмоў абсталявання (або структурных абмежаванняў).Замест іх варта выкарыстоўваць зварачныя стрыжні з неасноўных металаў (напрыклад, аўстэнітнай нержавеючай сталі), а тэрмічная апрацоўка пасля зваркі не патрэбна.
5. Падумайце аб паляпшэнні зварачных працэсаў і ахове здароўя работнікаў
Там, дзе і кіслотныя, і шчолачныя электроды могуць адпавядаць патрабаванням, кіслотныя электроды варта выкарыстоўваць як мага часцей.
6. Улічвайце прадукцыйнасць працы і эканамічную рацыянальнасць
У выпадку такой жа прадукцыйнасці мы павінны паспрабаваць выкарыстоўваць таннейшыя кіслотныя зварачныя пруты замест шчолачных зварачных прутоў.Сярод зварачных стрыжняў кіслотнага тыпу найбольш дарагімі з'яўляюцца тытанавыя і тытана-кальцыевыя.У адпаведнасці з сітуацыяй з мінеральнымі рэсурсамі маёй краіны, тытанавае жалеза павінна быць актыўна прасоўвана.Зварачны стрыжань з пакрыццём.
Час публікацыі: 27 кастрычніка 2023 г