Existují určité inherentní problémy při svařování odlišného kovu, které brání jeho rozvoji, jako je složení a výkon odlišné zóny tavení kovu.Většina poškození odlišné struktury svařování kovů se vyskytuje v zóně tavení.Vzhledem k různým krystalizačním charakteristikám svarů v každé sekci v blízkosti tavné zóny je také snadné vytvořit přechodovou vrstvu se špatným výkonem a změnami ve složení.
Navíc vlivem dlouhé doby při vysoké teplotě dojde k roztažení difúzní vrstvy v této oblasti, což dále zvýší nerovnosti kovu.Navíc, když se svařují různé kovy nebo po tepelném zpracování nebo vysokoteplotním provozu po svařování, často se zjistí, že uhlík na nízkolegované straně „migruje“ přes hranici svaru k vysokolegovanému svaru a vytváří na něm oduhličovací vrstvy. obě strany fúzní linie.A nauhličovací vrstva, základní kov tvoří oduhličovací vrstvu na nízkolegované straně a nauhličovací vrstva se tvoří na vysokolegované svarové straně.
Překážky a bariéry v používání a rozvoji odlišných kovových konstrukcí se projevují především v následujících aspektech:
1. Při pokojové teplotě jsou mechanické vlastnosti (jako je tah, náraz, ohyb atd.) oblasti svarového spoje různých kovů obecně lepší než vlastnosti základního kovu, který má být svařován.Avšak při vysokých teplotách nebo po dlouhodobém provozu při vysokých teplotách je výkon oblasti spoje nižší než u základního kovu.materiál.
2. Mezi austenitovým svarem a perlitovým základním kovem je martenzitická přechodová zóna.Tato zóna má nízkou houževnatost a je to křehká vrstva s vysokou tvrdostí.Je to také slabá zóna, která způsobuje selhání a poškození součástí.Zmenší svařovanou konstrukci.spolehlivost použití.
3. Migrace uhlíku během tepelného zpracování po svařování nebo vysokoteplotního provozu způsobí tvorbu nauhličených vrstev a oduhličených vrstev na obou stranách tavné linky.Obecně se má za to, že redukce uhlíku v oduhličené vrstvě povede k velkým změnám (obecně zhoršení) ve struktuře a výkonu oblasti, takže tato oblast bude náchylná k předčasnému selhání během provozu.Poruchové části mnoha vysokoteplotních potrubí v provozu nebo ve fázi testování jsou soustředěny v oduhličovací vrstvě.
4. Selhání souvisí s podmínkami, jako je čas, teplota a střídavé napětí.
5. Tepelné zpracování po svařování nemůže eliminovat rozložení zbytkového napětí v oblasti spoje.
6. Nehomogenita chemického složení.
Když se svařují různé kovy, protože kovy na obou stranách svaru a složení slitiny svaru jsou zjevně odlišné, během procesu svařování se základní kov a svařovací materiál roztaví a vzájemně se smísí.Rovnoměrnost míchání se změní se změnou svařovacího procesu.Změny a rovnoměrnost míchání je také velmi rozdílná v různých polohách svarového spoje, což má za následek nehomogenitu chemického složení svarového spoje.
7. Nehomogenita metalografické struktury.
Vzhledem k diskontinuitě chemického složení svarového spoje se po prožití tepelného cyklu svařování objevují v každé oblasti svarového spoje různé struktury a v některých oblastech se často objevují extrémně složité organizační struktury.
8. Diskontinuita výkonu.
Rozdíly v chemickém složení a metalografické struktuře svarových spojů způsobují odlišné mechanické vlastnosti svarových spojů.Pevnost, tvrdost, plasticita, houževnatost, rázové vlastnosti, tečení při vysokých teplotách a vlastnosti trvanlivosti různých oblastí podél svarového spoje jsou velmi odlišné.Tato výrazná nehomogenita způsobuje, že se různé oblasti svarového spoje chovají za stejných podmínek velmi odlišně, přičemž se objevují oslabené oblasti a zesílené oblasti.Zejména za vysokých teplot jsou během servisního procesu v provozu různé kovové svarové spoje.Často dochází k časným selháním.
Charakteristika různých metod svařování při svařování rozdílných kovů
Většinu metod svařování lze použít pro svařování různých kovů, ale při volbě metod svařování a formulování procesních opatření je třeba stále brát v úvahu vlastnosti rozdílných kovů.Podle různých požadavků na základní kov a svarové spoje se při svařování kovů používají tavné svařování, tlakové svařování a další metody svařování, ale každý má své výhody a nevýhody.
1. Svařování
Nejběžněji používanou metodou tavného svařování při svařování odlišných kovů je svařování elektrodou, svařování pod tavidlem, obloukové svařování v ochranné atmosféře plynu, elektrostruskové svařování, svařování plazmovým obloukem, svařování elektronovým paprskem, laserové svařování atd. Aby se snížilo ředění, snižte tavení Obvykle lze použít poměr nebo kontrolu množství tavení různých kovových základních materiálů, svařování elektronovým paprskem, laserové svařování, plazmové obloukové svařování a další metody s vyšší hustotou energie zdroje tepla.
Aby se snížila hloubka průniku, mohou být přijata technologická opatření, jako je nepřímý oblouk, švihový svařovací drát, pásková elektroda a přídavný svařovací drát bez napětí.Ale bez ohledu na to, pokud jde o tavné svařování, část základního kovu se vždy roztaví do svaru a způsobí zředění.Kromě toho budou vznikat také intermetalické sloučeniny, eutektika atd.Aby se zmírnily tyto nepříznivé účinky, musí být řízena a zkrácena doba setrvání kovů v kapalném nebo vysokoteplotním pevném stavu.
Navzdory neustálému zlepšování a zlepšování svařovacích metod a procesních opatření je však stále obtížné vyřešit všechny problémy při svařování rozdílných kovů, protože existuje mnoho druhů kovů, různé požadavky na výkon a různé formy spojů.V mnoha případech je nutné tlakové svařování nebo jiné metody svařování se používají k řešení problémů svařování specifických rozdílných kovových spojů.
2. Tlakové svařování
Většina metod tlakového svařování pouze ohřívá svařovaný kov do plastického stavu nebo jej dokonce nezahřívá, ale vyvíjí určitý tlak jako základní vlastnost.Ve srovnání s tavným svařováním má tlakové svařování určité výhody při svařování rozdílných kovových spojů.Pokud to tvar spoje umožňuje a kvalita svařování může splňovat požadavky, je tlakové svařování často rozumnější volbou.
Během tlakového svařování se povrchy rozhraní různých kovů mohou nebo nemusí roztavit.Avšak vlivem tlaku, i když je na povrchu roztavený kov, bude vytlačován a vypouštěn (jako je bleskové svařování a třecí svařování).Pouze v několika případech Po tlakovém svařování (jako je bodové svařování) zůstane jednou roztavený kov.
Protože se tlakové svařování nezahřívá nebo teplota ohřevu je nízká, může snížit nebo zabránit nepříznivým účinkům tepelných cyklů na kovové vlastnosti základního kovu a zabránit vytváření křehkých intermetalických sloučenin.Některé formy tlakového svařování mohou dokonce vytlačit intermetalické sloučeniny, které byly vytvořeny ze spoje.Navíc odpadá problém se změnami vlastností svarového kovu způsobenými ředěním při tlakovém svařování.
Většina metod tlakového svařování má však určité požadavky na tvar spoje.Například bodové svařování, švové svařování a ultrazvukové svařování musí používat přeplátované spoje;při třecím svařování musí mít alespoň jeden obrobek rotační průřez tělesa;svařování výbuchem je použitelné pouze pro spoje větších ploch atd. Zařízení pro tlakové svařování zatím není populární.Ty nepochybně omezují rozsah použití tlakového svařování.
3. Jiné metody
Kromě tavného svařování a tlakového svařování existuje několik metod, které lze použít ke svařování rozdílných kovů.Například pájení je metoda svařování různých kovů mezi přídavným kovem a základním kovem, ale zde je diskutována speciální metoda pájení.
Existuje metoda nazývaná tavné svařování-pájení natvrdo, to znamená, že strana základního kovu s nízkou teplotou tání nepodobného kovového spoje je svařena tavením a strana základního kovu s vysokou teplotou tání je pájena natvrdo.A obvykle se jako pájka používá stejný kov jako základní materiál s nízkou teplotou tání.Proto je proces svařování mezi přídavným kovem pro tvrdé pájení a základním kovem s nízkou teplotou tání stejný kov a neexistují žádné zvláštní potíže.
Proces pájení probíhá mezi přídavným kovem a základním kovem s vysokou teplotou tání.Základní kov se netaví ani nekrystalizuje, což může zabránit mnoha problémům se svařitelností, ale přídavný kov musí být schopen dobře smáčet základní kov.
Další metoda se nazývá eutektické pájení nebo eutektické difúzní pájení.Jedná se o zahřátí kontaktního povrchu odlišných kovů na určitou teplotu, takže dva kovy vytvoří na kontaktním povrchu eutektikum s nízkou teplotou tání.Eutektikum s nízkým bodem tání je při této teplotě kapalné a v podstatě se stává jakýmsi druhem pájky bez potřeby vnější pájky.Metoda pájení.
To samozřejmě vyžaduje vytvoření eutektika s nízkou teplotou tání mezi těmito dvěma kovy.Během difúzního svařování různých kovů se přidává materiál mezivrstvy a materiál mezivrstvy se zahřívá pod velmi nízkým tlakem, aby se roztavil nebo vytvořil eutektikum s nízkou teplotou tání v kontaktu se svařovaným kovem.Tenká vrstva kapaliny vytvořená v tomto okamžiku, po určité době procesu tepelné konzervace, způsobí, že materiál mezivrstvy se roztaví.Když jsou všechny materiály mezivrstvy difundovány do základního materiálu a homogenizovány, může být vytvořen nepodobný kovový spoj bez mezimateriálů.
Tento typ metody vytvoří během procesu svařování malé množství tekutého kovu.Proto se také nazývá svařování kapalným fázovým přechodem.Jejich společným znakem je, že ve spoji není žádná licí struktura.
Na co si dát pozor při svařování různých kovů
1. Zvažte fyzikální, mechanické vlastnosti a chemické složení svařence
(1) Z hlediska stejné pevnosti vybírejte svařovací dráty, které splňují mechanické vlastnosti základního kovu, nebo kombinují svařitelnost základního kovu se svařovacími dráty s nestejnou pevností a dobrou svařitelností, ale vezměte v úvahu konstrukční formu základního kovu. svar, aby dosáhl stejné pevnosti.Pevnost a další požadavky na tuhost.
(2) Zajistěte, aby složení slitiny odpovídalo základnímu materiálu nebo se mu blížilo.
(3) Pokud základní kov obsahuje vysoké úrovně škodlivých nečistot C, S a P, měly by být vybrány svařovací dráty s lepší odolností proti praskání a odolností proti poréznosti.Doporučuje se použít elektrodu z oxidu vápenatého a titanu.Pokud to stále nelze vyřešit, lze použít svařovací drát typu s nízkým obsahem sodíku.
2. Zvažte pracovní podmínky a výkonnost svařence
(1) V podmínkách dynamického zatížení ložisek a rázového zatížení jsou kromě zajištění pevnosti kladeny vysoké požadavky na rázovou houževnatost a tažnost.Elektrody typu s nízkým obsahem vodíku, typu vápníku a titanu a typu typu oxidu železa by měly být vybrány najednou.
(2) Při kontaktu s korozivním médiem je třeba zvolit vhodné nerezové svařovací dráty podle druhu, koncentrace, pracovní teploty média a zda se jedná o běžnou oděvní nebo mezikrystalovou korozi.
(3) Při práci za podmínek opotřebení by se mělo rozlišovat, zda se jedná o běžné opotřebení nebo opotřebení nárazem a zda se jedná o opotřebení při normální teplotě nebo vysoké teplotě.
(4) Při práci za neteplotních podmínek by měly být vybrány odpovídající svařovací dráty, které zajišťují mechanické vlastnosti při nízkých nebo vysokých teplotách.
3. Zvažte složitost společného tvaru svařence, tuhost, přípravu lomu při svařování a polohu svařování.
(1) U svařenců složitých tvarů nebo velkých tlouštěk je smršťovací napětí svarového kovu během ochlazování velké a jsou náchylné ke vzniku trhlin.Je třeba zvolit svařovací dráty se silnou odolností proti praskání, jako jsou svařovací dráty s nízkým obsahem vodíku, svařovací dráty s vysokou houževnatostí nebo svařovací dráty s oxidem železa.
(2) Pro svařence, které nelze v důsledku podmínek převrátit, je třeba zvolit svařovací dráty, které lze svařovat ve všech polohách.
(3) Pro svařování dílů, které se obtížně čistí, používejte kyselé svařovací dráty, které jsou vysoce oxidační a necitlivé na vodní kámen a olej, aby se zabránilo defektům, jako jsou póry.
4. Zvažte vybavení místa svařování
V místech, kde není stejnosměrná svářečka, není vhodné používat svařovací dráty s omezeným stejnosměrným napájením.Místo toho by se měly používat svařovací dráty se střídavým a stejnosměrným napájením.Některé oceli (např. perlitická žáruvzdorná ocel) potřebují eliminovat tepelné namáhání po svařování, ale nemohou být tepelně zpracovány kvůli podmínkám zařízení (nebo konstrukčním omezením).Místo toho by měly být použity svařovací tyče vyrobené z materiálů jiných než obecných kovů (jako je austenitická nerezová ocel) a tepelné zpracování po svařování není nutné.
5. Zvažte zlepšení svařovacích procesů a ochranu zdraví pracovníků
Tam, kde požadavky splňují jak kyselé, tak alkalické elektrody, by měly být používány co nejvíce kyselé elektrody.
6. Zvažte produktivitu práce a ekonomickou racionalitu
V případě stejného výkonu bychom se měli pokusit místo alkalických svařovacích drátů použít levnější kyselé svařovací dráty.Mezi kyselými svařovacími dráty jsou nejdražší titanový typ a titan-vápenatý typ.Podle situace nerostných zdrojů mé země by mělo být titanové železo důrazně podporováno.Potažená svařovací šňůra.
Čas odeslání: 27. října 2023