Kimpalan Inconel 625 Keluli aloi berasaskan nikel

Kimpalan aloi berasaskan nikel 625
pengenalan: Dalam projek pembinaan petrokimia, aloi berasaskan nikel sering ditemui, Kerana bahan ini mempunyai sifat rintangan yang baik terhadap gas aktif, Media Kaustik, dan mengurangkan kakisan media asid, dan mempunyai kekuatan yang tinggi dan keplastikan yang baik. , Ciri -ciri ubah bentuk sejuk dan sejuk, pengacuan dan kimpalan yang boleh diproses, digunakan secara meluas dalam industri petrokimia. Contohnya: Di bahagian gasifikasi peralatan sintesis ammonia kimia liuguo dalam menembusi, Anhui, ada bahan ini. Nama khususnya ialah Inconel 625, yang digunakan untuk mengangkut media oksigen.
Kata kunci: Retak termal kimpalan aloi berasaskan nikel
1 Komposisi kimia dan pengaruh pada sifat kimpalan Inconel 625, aloi berasaskan nikel
Untuk mengkaji kimpalan Inconel 625, perlu memahami komposisi kimia bahan ini. Komposisi kimia aloi berasaskan nikel 625 ditunjukkan dalam jadual 1:
Jadual 1 Komposisi Kimia Inconel 625 aloi berasaskan nikel (%)
elemen aloi
|
Dalam |
C |
Mn |
Fe |
Cu |
P |
S |
Dan |
Cr |
Al |
Daripada |
Nb |
Mo |
kandungan |
61.0 |
0.05 |
0.2 |
2.5 |
– |
0.015 |
0.008 |
0.2 |
21.5 |
0.2 |
0.2 |
3.6 |
9.0 |
Menambah al, Cr, Fe, Mo, dan Ti ke Ni boleh menyebabkan pengukuhan penyelesaian pepejal yang kuat. MO dapat meningkatkan kekuatan suhu tinggi aloi berasaskan nikel, sementara NB dapat menstabilkan struktur, Menapis bijirin, dan meningkatkan prestasi material. Cr di ni julat penyelesaian pepejal dalam julat kira -kira 35% kepada 40%, Walaupun julat penyelesaian pepejal di Ni adalah mengenai 20%. Penambahan bahan aloi seperti Cr dan Mo bukan sahaja meningkatkan rintangan kakisan mereka, tetapi juga tidak memberi kesan buruk terhadap prestasi kimpalan bahan. Menambah, Mn, dan NB dapat meningkatkan rintangan bahan ke keretakan terma dan mengurangkan liang. Si adalah deoksidan dan antioksidan dalam keluli. Kandungan c sangat kecil, Kerana kehadiran Ti dan Nb umumnya tidak menyebabkan kakisan intergranular.
Keupayaan pengayun aloi berasaskan nikel lebih sensitif terhadap s. S tidak larut dalam Ni dan boleh membentuk eutektik yang rendah semasa pemejalan kimpalan, yang terdedah kepada keretakan haba. P juga meningkatkan kepekaan retak dalam aloi berasaskan nikel.
2 Ciri-ciri kimpalan aloi berasaskan nikel 625
2.1 Kimpalan Thermal Crack Alloy Inconel berasaskan 625 mempunyai kepekaan retak terma yang tinggi semasa kimpalan. Keretakan haba dibahagikan kepada keretakan kristal, retak cecair dan keretakan deplastik suhu tinggi. Keretakan kristal kemungkinan besar berlaku di lubang arka manik kimpalan, membentuk keretakan pembukaan api. Keretakan yang terhablur kebanyakannya retak secara longitudinal di sepanjang garis tengah kimpalan. Keretakan cecair terdedah untuk muncul di zon yang terkena haba berhampiran dengan garis gabungan, Dan ada juga yang berada di kimpalan depan kimpalan berbilang lapisan. Keretakan deplastik suhu tinggi mungkin berlaku di kedua-dua zon yang terjejas haba dan di kimpalan. Pelbagai keretakan haba kadang -kadang keretakan makro, atau keretakan makro disertai dengan retak mikro, dan kadang -kadang mereka hanya retak mikro. Keretakan haba berlaku pada suhu tinggi dan tidak lagi berkembang pada suhu bilik.
2.2 Kesan bahan pencemar di permukaan bahagian yang dikimpal adalah kunci untuk memastikan kualiti kimpalan aloi berasaskan nikel 625. Pencemaran di permukaan kimpalan adalah terutamanya skala pengoksidaan permukaan dan unsur -unsur yang menyebabkan pelengkap. Titik lebur skala oksida permukaan aloi berasaskan nikel 625 jauh lebih tinggi daripada bahan asas, dan selalunya mungkin untuk membentuk kemasukan sanga atau oksida yang tidak berterusan. S, P, Pb, Sn, Zn, Bi, Sb dan seperti yang boleh digunakan untuk unsur -unsur yang membentuk eutektik titik lebur yang rendah adalah unsur -unsur berbahaya. Unsur-unsur berbahaya ini sangat meningkatkan kecenderungan keretakan terma semasa kimpalan aloi berasaskan nikel. Unsur -unsur ini sering dijumpai dalam bahan yang digunakan dalam prefabrication, seperti gris, cat, termometer dan penanda, Tinta sering mengandungi unsur -unsur ini. Oleh itu, ia mesti dikeluarkan sepenuhnya sebelum kimpalan, termasuk dalam lingkungan 50mm di luar bevel.
Kaedah penyingkiran bergantung pada jenis bahan pencemar. Untuk minyak dan lemak, stim degreasing atau pembersihan dengan aseton. Untuk bahan cat, mereka boleh dibersihkan dengan klorometana, cecair alkali, dan metanol, atau mereka boleh dikeluarkan dengan menggilap.
2.3 Pengaruh input haba kimpalan Penggunaan input haba yang tinggi akan menyebabkan kimpalan sendi ke anneale ke tahap tertentu, dan menemani pertumbuhan bijirin, menyebabkan tisu mengalami perubahan fasa dan mengurangkan sifat mekanikal bahan. Selain itu, Input haba yang tinggi boleh menyebabkan pemisahan yang berlebihan struktur fasa kristal, hujan dan pemendakan karbida, dengan itu menyebabkan keretakan haba dan mengurangkan rintangan kakisan.
Ini mesti diambil kira semasa memilih kaedah kimpalan dan proses kimpalan. Oleh itu, lebih masuk akal untuk menggunakan arus kecil, manik kimpalan sempit dan kimpalan berbilang lapisan dalam operasi sebenar.
Harus diingat bahawa beberapa aloi berasaskan nikel akan memberi kesan buruk kepada struktur kimpalan berhampiran zon yang terjejas haba selepas kimpalan. Contohnya, selepas kimpalan, Aloi ni-mo perlu dihapuskan dengan menyempurnakan dan memulihkan rintangan kakisan mereka. Namun begitu, untuk aloi Inconel 625, ia adalah aloi ni-cr-mo. Seperti keluli tahan karat austenit, Struktur mikro aloi berasaskan nikel juga austenite, Dan tidak ada perubahan fasa dalam keadaan pepejal, Dan bahan asas dan logam kimpalan adalah bijirin dari aloi berasaskan nikel 625 tidak memerlukan rawatan haba.
2.4 Ciri -ciri proses kimpalan
(1) Logam kimpalan cecair mempunyai ketidakstabilan yang buruk. Logam kimpalan aloi berasaskan nikel tidak mempunyai ketidakstabilan yang baik seperti logam kimpalan keluli karbon, tetapi nampaknya lebih banyak “kelikatan”. Malah meningkatkan arus kimpalan tidak dapat meningkatkan ketidakstabilannya, yang merupakan ciri yang melekat pada aloi berasaskan nikel. Arus kimpalan melebihi julat yang disyorkan bukan sahaja terlalu panas di kolam cair dan meningkatkan sensitiviti ke keretakan haba, tetapi juga mudah menyebabkan deoksidan di kimpalan untuk menguap dan liang. Semasa kimpalan arka rod kimpalan, arus kimpalan besar juga akan memanaskan teras kimpalan batang kimpalan, menyebabkan serbuk jatuh, dan kehilangan perlindungan.
Kerana ketidakstabilan logam kimpalan yang lemah, ia tidak sesuai untuk mengalir ke kedua -dua belah kimpalan untuk sekering lebih baik dengan bahan asas. Oleh itu, Untuk mendapatkan pembentukan kimpalan yang baik, proses ayunan diperlukan, Tetapi ayunan ini harus menjadi ayunan kecil dan julat ayunan harus tiga kali diameter teras kimpalan atau dawai, Dan kedua -dua belah kimpalan harus lebih baik bersatu dengan bahan asas. Berdasarkan pertimbangan ini, ini memerlukan lebar pemprosesan serong sepatutnya sesuai apabila membuat serong. Semasa ayunan batang kimpalan, anda harus memberi perhatian kepada sendi antara kimpalan dan bahan asas. Tempat ini terdedah kepada pemotongan, Kemasukan Slag dan Ketidakhadiran. Penyelesaiannya adalah berjalan apabila rod kimpalan berjalan ke kimpalan dan bahan asas. Persimpangan harus dijeda sedikit dan operasi arka pendek harus digunakan.
(2) Kedalaman logam kimpalan juga merupakan ciri yang melekat pada aloi berasaskan nikel, yang memerlukan ketebalan tepi tumpul ketika membuat serong.
2.5 Pemilihan kaedah kimpalan
Menurut kaedah kimpalan yang disyorkan oleh masyarakat kimpalan, Kaedah kimpalan berikut boleh digunakan untuk bahan seperti Inconel 625, SMAW (kimpalan arka kimpalan), GTAW (kimpalan arka pelindung gas tungsten), Gawn (kimpalan arka pelindung gas elektrod lebur), dan kaki (Plasma) Kimpalan arka) dan melihat (kimpalan arka terendam), boleh dipilih di tapak mengikut keadaan sebenar.
2.6 Pemilihan bahan kimpalan
Semasa menggunakan kimpalan pelindung gas, Kawat kimpalan dengan model Ernicrmo-3 harus dipilih, dan komposisi kimianya ditunjukkan dalam jadual 2 masing -masing.
Jadual 2 Komposisi kimia dawai kimpalan ernicrmo-3
elemen aloi |
Dalam |
C |
Mn |
Fe |
S |
Dan |
Cr |
Al |
Daripada |
Nb |
Mo |
Kandungan% |
61.0 |
0.05 |
0.2 |
2.5 |
0.008 |
0.2 |
21.5 |
0.2 |
0.2 |
3.6 |
9.0 |
Semasa menggunakan kimpalan arka kimpalan, Batang kimpalan dengan model enicrmo-3 harus dipilih, dan komposisi kimia mereka ditunjukkan dalam jadual 3 masing -masing.
Jadual 3 Komposisi Kimia Kimpalan Rod Enicrmo-3
elemen aloi |
Dalam |
Cr |
Fe |
Mo |
Mn |
Dan |
Nb |
Kandungan% |
61.0 |
21.0 |
4.0 |
9.0 |
0.3 |
0.4 |
3.6 |
Dengan membandingkan jadual 1, 2 dan 3, dapat dilihat bahawa komposisi kimia dawai kimpalan dan rod kimpalan agak dekat dengan komposisi kimia bahan asas, Jadi ia boleh dipilih.
3 Proses kimpalan
Di tapak pembinaan, Kimpalan bahan aloi berasaskan nikel biasanya dilakukan oleh kimpalan arka argon, Pengisian dan penutup kimpalan batang kimpalan. Berikut ini menerangkan proses kimpalannya:
3.1 Argon Arc Welding (kimpalan arka pelindung gas tungsten)
3.1.1 Disyorkan untuk menggunakan gas argon untuk membantu menghilangkan atau mengurangkan liang -liang dan melindungi logam kimpalan dari pengoksidaan.
3.1.2 Apabila spesifikasi kimpalan pasti, Bentuk elektrod mempengaruhi kedalaman lebar dan lebar kimpalan. Elektrod tungsten yang tajam dapat mengekalkan kestabilan arka dan kedalaman lebur yang mencukupi. Sudut elektrod tungsten biasanya digunakan adalah 30 ° hingga 60 °, Hujungnya dilicinkan dan diameternya adalah kira -kira 0.4mm.
3.1.3 Proses kimpalan arka argon Bekalan kuasa kimpalan mengamalkan DC dan elektrod disambungkan ke elektrod negatif. Mesin kimpalan biasanya dilengkapi dengan arus frekuensi tinggi untuk memastikan arcing dan dilengkapi dengan peranti pelemahan semasa untuk secara beransur-ansur mengurangkan saiz port kebakaran semasa arcing ditutup.
Untuk meningkatkan rintangan retak logam kimpalan dan mengurangkan liang, elemen aloi seperti Ti, Mn, NB biasanya ditambahkan ke dawai kimpalan. Oleh itu, semasa kimpalan, logam kimpal harus dipastikan sekurang -kurangnya 50% logam pengisi dari dawai kimpalan diperolehi. Semasa kimpalan, Arka harus dielakkan untuk menggerakkan kolam cair untuk menjaga kolam cair tenang.
Semasa kimpalan, Hujung pemanasan dawai harus selalu berada di dalam gas pelindung untuk mengelakkan pengoksidaan dawai dan pencemaran logam kimpalan. Kawat kimpalan harus memasuki kolam cair di hujung depan kolam cair untuk mengelakkan sentuhan dengan tiang tungsten.
Aliran gas pelindung mestilah sederhana, Kerana aliran gas yang terlalu besar boleh menyebabkan penyejukan logam kimpalan yang cepat. Oleh itu, aliran gas pelindung harus dikawal pada 4 hingga 8L/min.
Apabila kimpalan satu sisi terbentuk pada pencetakan dua sisi (untuk paip dengan d≤600mm), Gas pelindung perlu dimasukkan ke dalam paip.
3.2 Teknologi Kimpalan Arka Kimpalan Kimpalan
Batang kimpalan harus diletakkan di dalam bekas kelembapan yang dimeteraikan dan disimpan dalam persekitaran yang kering. Sebelum digunakan, Keringkan mengikut suhu dan masa yang dinyatakan dalam arahan pembuatan.The welding wire should be placed in a wet-proof sealed container and stored in a dry environment. Before use, dry it according to the temperature and time specified in the manufacturing instructions.
Proses kimpalan aloi berasaskan nikel adalah serupa dengan keluli tahan karat austenit. Kerana kedalaman cetek aloi berasaskan nikel dan ketidakstabilan miskin logam kimpalan cecair, Perubahan dalam parameter kimpalan mesti dikawal ketat semasa proses kimpalan. Semasa aloi berasaskan nikel kimpalan, DC biasanya digunakan, dan batang kimpalan disambungkan ke elektrod positif. Setiap jenis dan spesifikasi rod kimpalan mempunyai julat semasa yang optimum. Jadual 4 Menunjukkan nilai rujukan semasa kimpalan untuk pelbagai spesifikasi rod kimpalan aloi berasaskan nikel:
Jadual 4 Nilai rujukan semasa kimpalan aloi berasaskan nikel
|
Φ2.4 |
Φ3.2 |
Φ4.0 |
||||||
|
1.57 |
1.98 |
≥2.36 |
2.77 |
≥3.18 |
3.18 |
3.56 |
3.96 |
≥4.75 |
semasa kimpalan (A) |
75 |
80 |
85 |
105 |
105 |
110 |
130 |
135 |
150 |
Dalam operasi sebenar, Pelarasan selanjutnya harus dibuat mengikut ketebalan bahan asas, kedudukan kimpalan, Borang Bersama, dll. Sama ada arus kimpalan adalah sesuai untuk memastikan kualiti kimpalan. Sekiranya arus terlalu tinggi, ia akan menyebabkan ketidakstabilan arka, terlalu panas tongkat kimpalan, menyebabkan kulit jatuh, dan meningkatkan kecenderungan keretakan haba.
Semasa kimpalan, kimpalan harus diselaraskan ke kedudukan kimpalan rata sebanyak mungkin. Proses kimpalan harus selalu mengekalkan arka pendek. Apabila kimpalan menegak atau kedudukan kimpalan overhead mesti digunakan, Batang kimpalan halus dan arus kecil harus digunakan untuk mengawal logam kimpalan dengan baik.
Aloi berasaskan nikel cecair mempunyai ketidakstabilan yang lemah. Untuk mengelakkan kecacatan seperti ketidakpatuhan dan liang kimpalan, Batang kimpalan diperlukan untuk berayun semasa operasi kimpalan. Amplitud swing bergantung pada keadaan tertentu. Secara amnya, Gabungan kimpalan sebelumnya dan bahan asas harus dilindungi sepenuhnya. Kawat tidak boleh melebihi 3 kali diameter teras kimpalan. Kimpalan yang terlalu luas juga akan menyebabkan gabungan yang lemah dan kecacatan permukaan yang tidak rata disebabkan oleh penyebaran haba yang berlebihan. Ini memerlukan lebar yang betul ketika membuat serong. Batang kimpalan harus berhenti sebentar setiap kali ia berayun ke tepi untuk menghilangkan kecacatan seperti undercuts dan inklusi sanga dan membuat logam kimpalan sepenuhnya diintegrasikan dengan bahan asas.