Quin és el problema de la soldadura del níquel?

El níquel i els seus aliatges s’utilitzen àmpliament en diverses indústries com ara aeroespacial, processament químic i generació d’energia a causa de la seva excel·lent resistència a la corrosió, alta resistència a la temperatura - i una bona ductilitat. Tot i això, la soldadura del níquel està lluny d’una tasca senzilla. Sovint sorgeixen una sèrie de problemes durant el procés de soldadura, que estan estretament relacionats amb les propietats físiques i químiques úniques del níquel. Comprendre aquests problemes és crucial per assegurar la qualitat i la fiabilitat de les soldadures de níquel.
Alta susceptibilitat a la fissura calenta
Un dels problemes més destacats de la soldadura de níquel és l’elevat risc d’esquerdament calent. L’esquerda calenta, també coneguda com a esquerdament de solidificació, es produeix durant les etapes finals de soldificació del metall de soldadura. El níquel té un rang de temperatura de solidificació relativament ampli. Durant aquest període, el punt baix - Melting - eutèctics del metall de soldadura s'estrenyen als límits del gra a mesura que el metall es redueix. Si la soldadura està sotmesa a estrès a la tracció en aquest moment, les esquerdes es formaran fàcilment al llarg dels límits del gra.
Els aliatges de níquel, especialment aquells que contenen elements com el sofre, el fòsfor, el plom i la llauna, són més propensos a un esquerdament calent. Aquests elements solen segregar -se als límits del gra, formant fases de punt baix - Felting - que redueixen encara més la força dels límits del gra durant la solidificació. A més, els paràmetres de soldadura indeguts, com ara una entrada de calor excessiva, també poden augmentar el risc d’esquerdament calent. Massa calor ampliarà l’interval de temperatures de soldadura del metall de soldadura i agreujarà la segregació d’elements d’impuresa.
Sensibilitat a la porositat del gas
La porositat del gas és un altre problema comú en la soldadura de níquel. La porositat es refereix a la presència de cavitats plenes de gas petit - en el metall de soldadura, cosa que pot reduir la resistència, la densitat i la resistència a la corrosió de la soldadura. El níquel té una forta capacitat d’absorbir gasos com l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen a temperatures altes. Quan el metall de soldadura es refreda i es solidifica ràpidament, aquests gasos no poden escapar -se en el temps i queden atrapats a la soldadura, formant porositat.
La porositat d’hidrogen és especialment problemàtica. L’hidrogen pot provenir de diverses fonts, com la humitat a l’atmosfera de soldadura, l’oli i el greix a la superfície del metall base o el metall de farciment i el flux humit. L’oxigen pot reaccionar amb el níquel per formar òxids de níquel i, si aquests òxids no s’eliminen correctament, també poden conduir a la formació de porositat. El nitrogen, tot i que menys soluble en níquel que en alguns altres metalls, encara pot causar porositat quan l'efecte blindatge del gas de soldadura és deficient.
Dificultat per controlar la composició de metalls de soldadura
Mantenir la composició desitjada del metall de soldadura és un repte important en la soldadura de níquel. Els aliatges de níquel sovint estan dissenyats per tenir composicions químiques específiques per aconseguir certes propietats. Per exemple, alguns aliatges de níquel contenen crom per millorar la resistència a la corrosió, mentre que d’altres contenen molibdè per millorar la força de temperatura -. Durant la soldadura, es poden perdre o contaminar els elements d’aliatge en el metall base i el metall de farciment, donant lloc a un canvi en la composició de metalls de soldadura.
L’oxidació és un factor important que comporta la pèrdua d’elements d’aliatge. El níquel i els seus elements d’aliatge (com el crom i l’alumini) s’oxiden fàcilment a temperatures altes de soldadura. Un cop oxidats, aquests elements formen òxids que no poden participar en la formació de l'estructura d'aliatge desitjada, reduint així el rendiment de la soldadura. A més, si el metall de farciment no és compatible amb el metall base o si el procés de soldadura no està controlat adequadament, pot provocar una dilució dels elements d’aliatge, fent que la composició de metalls de soldadura es desviï dels requisits de disseny.
POST - soldadura EMBRITTLEMENT
POST - La soldadura es pot produir en alguns aliatges de níquel, cosa que redueix significativament la resistència de la soldadura i la calor - Zona afectada (HAZ). Aquest problema sovint està relacionat amb la precipitació de fases intermetàliques o la segregació d’elements durant el refredament després de la soldadura. Per exemple, els aliatges d'alumini de níquel - poden precipitar les fases d'alumini de níquel trencadisses quan es refreden a un ritme determinat, fent que el material sigui trencadís.
A més, alguns aliatges de níquel són sensibles a l’envelliment tèrmic. Després de la soldadura, si la soldadura està exposada a un rang de temperatura determinat durant molt de temps, pot patir canvis microestructurals, com ara el creixement de grans o la formació de fases nocives, que també comportarà un britiment. Aquest és un problema greu en els entorns de servei de temperatura alts -, ja que les soldadures embrutades poden fallar sobtadament sota la càrrega.
Reptes en soldadura de seccions gruixudes
La soldadura de les seccions de níquel gruixuda comporta un conjunt de problemes. A causa de l'elevada conductivitat tèrmica del níquel, és difícil aconseguir una penetració suficient en seccions gruixudes sense utilitzar una entrada de calor elevada. No obstant això, com s'ha esmentat anteriorment, l'entrada de calor elevada pot augmentar el risc d'esquerdament i creixement del gra. El creixement del gra a l’HAZ pot reduir la duresa del material, fent -lo més susceptible d’esquerdament.
A més, la soldadura de seccions de níquel gruixudes sovint requereix multi - soldadura de pas. Cada passada de soldadura tornarà a escalfar la soldadura anterior i la HAZ, que pot provocar un ciclisme tèrmic repetit. Aquesta calefacció repetida pot comportar canvis microestructurals, com la precipitació de fases nocives, i també augmentar la tensió residual en la soldadura. L’estrès residual pot agreujar encara més el problema de l’esquerdament calent i reduir la vida de fatiga de la soldadura.
Conclusió
El níquel de soldadura és una tasca complexa plagada de problemes com ara esquerdes calentes, porositat de gas, dificultat per controlar la composició de metalls de soldadura, post - EMBRITTLEMENT DE LA SOLDADA I REPTES DE LA SOLDADOR DE SECCIONS GRANS. Aquests problemes estan arrelats a les propietats úniques del níquel i els seus aliatges, així com la influència dels processos i paràmetres de soldadura. Per solucionar aquests problemes, és necessari seleccionar mètodes de soldadura adequats (com ara soldadura d’arc de tungstè de gas o soldadura d’arc metàl·lic blindat), utilitzar metalls de farciment de qualitat - de qualitat i protegir gasos, controlar estrictament la neteja del medi de soldadura base i optimitzar els paràmetres de soldadura. Només mitjançant mesures dirigides es pot garantir la qualitat de les soldadures de níquel i l'excel·lent rendiment de Nickel i els seus aliatges s'utilitzen completament en aplicacions pràctiques.