Postoje neki inherentni problemi u zavarivanju različitih metala koji ometaju njegov razvoj, kao što je sastav i izvedba zone taljenja različitih metala.Većina oštećenja zavarene strukture različitog metala događa se u zoni taljenja.Zbog različitih karakteristika kristalizacije zavara u svakom dijelu u blizini zone taljenja, također je lako oblikovati prijelazni sloj s lošim performansama i promjenama u sastavu.
Osim toga, zbog dugog vremena na visokoj temperaturi, difuzijski sloj u ovom području će se proširiti, što će dodatno povećati neravnine metala.Štoviše, kada se različiti metali zavaruju ili nakon toplinske obrade ili rada na visokoj temperaturi nakon zavarivanja, često se otkrije da ugljik na niskolegiranoj strani "migrira" kroz granicu zavara do visokolegiranog zavara, tvoreći slojeve za deugljičenje na obje strane linije fuzije.A sloj za pougljičenje, osnovni metal čini sloj za odugljičenje na strani s niskim sadržajem legure, a sloj za pougljičenje formira se na strani zavara s visokim sadržajem legure.
Prepreke i barijere za korištenje i razvoj različitih metalnih konstrukcija uglavnom se očituju u sljedećim aspektima:
1. Na sobnoj temperaturi, mehanička svojstva (kao što su rastezanje, udar, savijanje, itd.) područja zavarenog spoja različitih metala općenito su bolja od onih osnovnog metala koji se zavaruje.Međutim, na visokim temperaturama ili nakon dugotrajnog rada na visokim temperaturama, izvedba područja spoja je lošija od one osnovnog metala.materijal.
2. Postoji prijelazna zona martenzita između austenitnog zavara i osnovnog metala perlita.Ova zona ima nisku žilavost i krti je sloj visoke tvrdoće.To je također slaba zona koja uzrokuje kvarove i oštećenja komponenti.Smanjit će zavarenu strukturu.pouzdanost upotrebe.
3. Migracija ugljika tijekom toplinske obrade nakon zavarivanja ili rada na visokim temperaturama uzrokovat će stvaranje pougljičenih slojeva i razugljičenih slojeva s obje strane linije taljenja.Općenito se vjeruje da će smanjenje ugljika u dekarburiziranom sloju dovesti do velikih promjena (općenito pogoršanja) u strukturi i performansama područja, čineći ovo područje sklonim ranom kvaru tijekom rada.Pokvareni dijelovi mnogih visokotemperaturnih cjevovoda koji su u upotrebi ili se ispituju koncentrirani su u sloju za dekarburizaciju.
4. Kvar je povezan s uvjetima kao što su vrijeme, temperatura i izmjenični stres.
5. Toplinska obrada nakon zavarivanja ne može eliminirati distribuciju zaostalog naprezanja u području spoja.
6. Nehomogenost kemijskog sastava.
Kada se zavaruju različiti metali, budući da su metali s obje strane zavara i sastav legure zavara očito različiti, tijekom procesa zavarivanja, osnovni metal i materijal za zavarivanje će se topiti i međusobno miješati.Ujednačenost miješanja mijenjat će se s promjenom postupka zavarivanja.Mijenja se, a ujednačenost miješanja također je vrlo različita na različitim položajima zavarenog spoja, što rezultira nehomogenošću kemijskog sastava zavarenog spoja.
7. Nehomogenost metalografske strukture.
Zbog diskontinuiteta kemijskog sastava zavarenog spoja, nakon prolaska toplinskog ciklusa zavarivanja, u svakom području zavarenog spoja pojavljuju se različite strukture, au pojedinim područjima često se pojavljuju izuzetno složene organizacijske strukture.
8. Diskontinuitet izvedbe.
Razlike u kemijskom sastavu i metalografskoj strukturi zavarenih spojeva uvjetuju različita mehanička svojstva zavarenih spojeva.Čvrstoća, tvrdoća, plastičnost, žilavost, svojstva udarca, puzanje pri visokim temperaturama i svojstva trajnosti različitih područja duž zavarenog spoja vrlo su različita.Ova značajna nehomogenost čini da se različita područja zavarenog spoja ponašaju vrlo različito pod istim uvjetima, s pojavom oslabljenih i ojačanih područja.Osobito u uvjetima visoke temperature, različiti metalni zavareni spojevi su u uporabi tijekom servisnog procesa.Često dolazi do ranih kvarova.
Značajke različitih metoda zavarivanja pri zavarivanju različitih metala
Većina metoda zavarivanja može se koristiti za zavarivanje različitih metala, ali pri odabiru metoda zavarivanja i formuliranju mjera procesa ipak treba uzeti u obzir karakteristike različitih metala.U skladu s različitim zahtjevima osnovnog metala i zavarenih spojeva, zavarivanje taljenjem, tlačno zavarivanje i druge metode zavarivanja koriste se u zavarivanju različitih metala, ali svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
1. Zavarivanje
Najčešće korištena metoda zavarivanja taljenjem kod zavarivanja različitih metala je elektrolučno zavarivanje, elektrolučno zavarivanje, elektrolučno zavarivanje zaštićeno plinom, elektrolučno zavarivanje, plazma zavarivanje, zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje, itd. Kako biste smanjili razrjeđivanje, smanjite stopu taljenja omjera ili kontrole količine taljenja različitih metalnih osnovnih materijala, obično se mogu koristiti zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje, zavarivanje plazma lukom i druge metode s većom gustoćom energije izvora topline.
Kako bi se smanjila dubina prodiranja, mogu se usvojiti tehnološke mjere kao što su neizravni luk, zakretna žica za zavarivanje, trakasta elektroda i dodatna žica za zavarivanje bez napona.No bez obzira na sve, sve dok se radi o zavarivanju taljenjem, dio osnovnog metala uvijek će se rastopiti u zavaru i uzrokovati razrjeđivanje.Osim toga, također će nastati intermetalni spojevi, eutektika itd.Kako bi se ublažili takvi štetni učinci, vrijeme zadržavanja metala u tekućem ili visokotemperaturnom krutom stanju mora se kontrolirati i skratiti.
Međutim, unatoč stalnom poboljšanju i poboljšanju metoda zavarivanja i procesnih mjera, još uvijek je teško riješiti sve probleme kod zavarivanja različitih metala, jer postoje mnoge vrste metala, različiti zahtjevi za performansama i različiti oblici spojeva.U mnogim slučajevima potrebno je koristiti zavarivanje pod pritiskom ili druge metode zavarivanja za rješavanje problema zavarivanja specifičnih spojeva različitih metala.
2. Tlačno zavarivanje
Većina metoda tlačnog zavarivanja samo zagrijava metal koji treba zavariti do plastičnog stanja ili ga čak i ne zagrijava, već primjenjuje određeni pritisak kao osnovno svojstvo.U usporedbi sa zavarivanjem taljenjem, zavarivanje pod pritiskom ima određene prednosti kod zavarivanja spojeva različitih metala.Sve dok oblik spoja dopušta i kvaliteta zavarivanja može zadovoljiti zahtjeve, tlačno zavarivanje često je razumniji izbor.
Tijekom tlačnog zavarivanja, površine sučelja različitih metala mogu se, ali ne moraju rastopiti.Međutim, zbog učinka pritiska, čak i ako na površini ima rastaljenog metala, on će biti istisnut i ispražnjen (kao što je brzo zavarivanje i zavarivanje trenjem).Samo u nekoliko slučajeva nakon tlačnog zavarivanja ostaje rastaljeni metal (kao što je točkasto zavarivanje).
Budući da se tlačnim zavarivanjem ne zagrijava ili je temperatura zagrijavanja niska, njime se mogu smanjiti ili izbjeći štetni učinci toplinskih ciklusa na metalna svojstva osnovnog metala i spriječiti stvaranje krhkih intermetalnih spojeva.Neki oblici tlačnog zavarivanja mogu čak istisnuti intermetalne spojeve koji su stvoreni iz spoja.Osim toga, nema problema s promjenama svojstava metala zavara uzrokovanih razrjeđivanjem tijekom tlačnog zavarivanja.
Međutim, većina metoda tlačnog zavarivanja ima određene zahtjeve za oblik spoja.Na primjer, točkasto zavarivanje, šavno zavarivanje i ultrazvučno zavarivanje moraju koristiti preklopne spojeve;tijekom zavarivanja trenjem najmanje jedan obradak mora imati poprečni presjek rotirajućeg tijela;zavarivanje eksplozijom primjenjivo je samo na spojeve većih površina, itd. Oprema za zavarivanje pod pritiskom još nije popularna.To nedvojbeno ograničava opseg primjene tlačnog zavarivanja.
3. Ostale metode
Uz zavarivanje taljenjem i tlačno zavarivanje, postoji nekoliko metoda koje se mogu koristiti za zavarivanje različitih metala.Na primjer, lemljenje je metoda zavarivanja različitih metala između dodatnog metala i osnovnog metala, ali ono o čemu se ovdje govori je posebna metoda lemljenja.
Postoji metoda koja se zove zavarivanje taljenjem-lemljenje, to jest, strana osnovnog metala s niskim talištem spoja različitog metala je zavarena topljenjem, a strana osnovnog metala s visokom talištem je lemljena.I obično se kao lem koristi isti metal kao i osnovni materijal niske točke taljenja.Stoga je postupak zavarivanja između dodanog metala za lemljenje i osnovnog metala niske točke taljenja isti metal i nema posebnih poteškoća.
Proces lemljenja odvija se između dodatnog metala i osnovnog metala s visokim talištem.Osnovni metal se ne topi niti kristalizira, čime se mogu izbjeći mnogi problemi zavarljivosti, ali dodatni metal mora biti u stanju dobro namočiti osnovni metal.
Druga metoda se naziva eutektičko lemljenje ili eutektičko difuzijsko lemljenje.Ovo je zagrijavanje kontaktne površine različitih metala na određenu temperaturu, tako da dva metala tvore eutektik s niskim talištem na kontaktnoj površini.Eutektika niske točke taljenja je tekuća na ovoj temperaturi, u biti postaje vrsta lema bez potrebe za vanjskim lemom.Metoda lemljenja.
Naravno, to zahtijeva formiranje eutektika niskog tališta između dva metala.Tijekom difuzijskog zavarivanja različitih metala, dodaje se materijal međusloja, a materijal međusloja se zagrijava pod vrlo niskim tlakom da se rastopi ili formira eutektik niske točke tališta u kontaktu s metalom koji se zavariva.Tanki sloj tekućine formiran u ovom trenutku, nakon određenog perioda procesa očuvanja topline, čini da se materijal međusloja topi.Kada se svi materijali međusloja difundiraju u osnovni materijal i homogeniziraju, može se formirati različit metalni spoj bez međumaterijala.
Ova vrsta metode će proizvesti malu količinu tekućeg metala tijekom procesa zavarivanja.Stoga se također naziva zavarivanje s prijelazom tekuće faze.Njihova zajednička karakteristika je da u spoju nema lijevane strukture.
Na što treba obratiti pozornost pri zavarivanju različitih metala
1. Razmotrite fizikalna, mehanička svojstva i kemijski sastav zavara
(1) Iz perspektive jednake čvrstoće odaberite šipke za zavarivanje koje zadovoljavaju mehanička svojstva osnovnog metala ili kombinirajte zavarljivost osnovnog metala sa šipkama za zavarivanje nejednake čvrstoće i dobre zavarljivosti, ali uzmite u obzir strukturni oblik zavariti kako bi se zadovoljila jednaka čvrstoća.Čvrstoća i drugi zahtjevi za krutost.
(2) Neka njegov sastav legure bude u skladu s ili blizu osnovnog materijala.
(3) Kada osnovni metal sadrži visoke razine štetnih nečistoća C, S i P, treba odabrati šipke za zavarivanje s boljom otpornošću na pukotine i otpornošću na poroznost.Preporuča se uporaba elektrode od kalcij-titan-oksida.Ako se i dalje ne može riješiti, može se koristiti šipka za zavarivanje s niskim sadržajem vodika i natrija.
2. Razmotrite radne uvjete i izvedbu zavarenog spoja
(1) U uvjetima dinamičkog opterećenja ležaja i udarnog opterećenja, osim osiguranja čvrstoće, postoje visoki zahtjevi za udarnu žilavost i istezanje.Istodobno treba odabrati elektrode s niskim sadržajem vodika, kalcij-titanijeve elektrode i željezno-oksidne elektrode.
(2) Ako su u kontaktu s korozivnim medijem, moraju se odabrati odgovarajuće šipke za zavarivanje od nehrđajućeg čelika na temelju vrste, koncentracije, radne temperature medija te radi li se o općoj odjevnoj ili interkristalnoj koroziji.
(3) Kada se radi u uvjetima habanja, treba razlikovati radi li se o normalnom ili udarnom trošenju te radi li se o trošenju pri normalnoj temperaturi ili visokoj temperaturi.
(4) Pri radu u uvjetima bez temperature treba odabrati odgovarajuće šipke za zavarivanje koje osiguravaju mehanička svojstva na niskim ili visokim temperaturama.
3. Razmotrite složenost zajedničkog oblika zavara, krutost, pripremu loma zavarivanja i položaj zavarivanja.
(1) Za zavare složenih oblika ili velikih debljina, naprezanje skupljanja metala zavara tijekom hlađenja je veliko i pukotine su sklone pojavi.Moraju se odabrati šipke za zavarivanje s jakom otpornošću na pukotine, kao što su šipke za zavarivanje s niskim sadržajem vodika, šipke za zavarivanje visoke žilavosti ili šipke za zavarivanje od željeznog oksida.
(2) Za zavarene spojeve koji se zbog uvjeta ne mogu preokrenuti moraju se odabrati šipke za zavarivanje koje se mogu zavarivati u svim položajima.
(3) Za dijelove za zavarivanje koje je teško očistiti koristite kisele šipke za zavarivanje koje jako oksidiraju i neosjetljive su na kamenac i ulje kako biste izbjegli nedostatke poput pora.
4. Razmotrite opremu mjesta zavarivanja
Na mjestima gdje nema DC aparata za zavarivanje, nije preporučljivo koristiti zavarivačke šipke s ograničenim istosmjernim napajanjem.Umjesto toga treba koristiti šipke za zavarivanje s AC i DC napajanjem.Neki čelici (kao što je perlitni čelik otporan na toplinu) trebaju eliminirati toplinski stres nakon zavarivanja, ali se ne mogu toplinski obraditi zbog uvjeta opreme (ili strukturnih ograničenja).Umjesto njih treba koristiti šipke za zavarivanje izrađene od materijala koji nisu bazni metali (kao što je austenitni nehrđajući čelik), a toplinska obrada nakon zavarivanja nije potrebna.
5. Razmotrite poboljšanje procesa zavarivanja i zaštitu zdravlja radnika
Tamo gdje i kisele i alkalne elektrode mogu zadovoljiti zahtjeve, kisele elektrode treba koristiti što je više moguće.
6. Razmotrite produktivnost rada i ekonomsku racionalnost
U slučaju istih performansi, trebali bismo pokušati koristiti jeftinije šipke za kiselo zavarivanje umjesto alkalnih šipki za zavarivanje.Među kiselim šipkama za zavarivanje najskuplji su tip titana i tip titan-kalcija.U skladu sa situacijom mineralnih resursa moje zemlje, željezo od titana treba snažno promicati.Obložena šipka za zavarivanje.
Vrijeme objave: 27. listopada 2023