การเชื่อมของ Inconel 625 เหล็กอัลลอยด์

การเชื่อมของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิลที่ไม่ได้อยู่ในนิกเกิล 625
การแนะนำ: ในโครงการก่อสร้างปิโตรเคมี, โลหะผสมที่ใช้นิกเกิลมักจะพบ, เพราะวัสดุนี้มีคุณสมบัติที่ดีในการต้านทานก๊าซที่ใช้งานอยู่, สื่อกัดกร่อน, และลดการกัดกร่อนของสื่อกรด, และมีความแข็งแรงสูงและเป็นพลาสติกที่ดี. , ลักษณะของการเสียรูปเย็นและเย็น, การขึ้นรูปและการเชื่อมที่ประมวลผลได้, มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี. ตัวอย่างเช่น: ในส่วนการแปรสภาพเป็นแก๊สของอุปกรณ์สังเคราะห์แอมโมเนียเคมี Liuguo ใน tongling, อันฮุย, มีวัสดุนี้. ชื่อเฉพาะของมันคือความไม่สะดวก 625, ซึ่งใช้ในการขนส่งสื่อออกซิเจน.
คำสำคัญ: รอยแตกด้วยความร้อนจากโลหะผสมนิกเกิล
1 องค์ประกอบทางเคมีและอิทธิพลต่อคุณสมบัติการเชื่อมของ Inconel 625, อัลลอยด์นิกเกิล
เพื่อศึกษาการเชื่อมของ Inconel 625, จำเป็นต้องเข้าใจองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุนี้. องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล 625 แสดงในตาราง 1:
โต๊ะ 1 องค์ประกอบทางเคมีของ Inconel 625 ของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล (%)
องค์ประกอบการผสม
|
ใน |
ค |
มน |
เฟ |
ลูกบาศ์ก |
ป |
ส |
และ |
Cr |
อัล |
ของ |
ไม่มี |
โม |
เนื้อหา |
61.0 |
0.05 |
0.2 |
2.5 |
- |
0.015 |
0.008 |
0.2 |
21.5 |
0.2 |
0.2 |
3.6 |
9.0 |
การเพิ่มอัล, Cr, เฟ, โม, และ Ti to Ni อาจทำให้การเสริมความแข็งแกร่งของโซลูชันที่แข็งแกร่ง. MO สามารถปรับปรุงความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล, ในขณะที่ NB สามารถทำให้โครงสร้างมีเสถียรภาพ, ปรับแต่งธัญพืช, และปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ. Cr ใน Ni ช่วงการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งในช่วงของเกี่ยวกับ 35% ถึง 40%, ในขณะที่ช่วงโซลูชันที่เป็นของแข็งใน Ni เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 20%. การเพิ่มวัสดุโลหะผสมเช่น CR และ MO ไม่เพียง แต่เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของพวกเขา, แต่ยังไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุ. การเพิ่มไฟล์, มน, และ NB สามารถปรับปรุงความต้านทานของวัสดุให้เป็นรอยแตกด้วยความร้อนและลดรูขุมขน. Si เป็น deoxidant และสารต้านอนุมูลอิสระในเหล็ก. เนื้อหา C มีขนาดเล็กมาก, เนื่องจากการปรากฏตัวของ TI และ NB โดยทั่วไปไม่ได้ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบระหว่างกัน.
ความสามารถในการเชื่อมของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิลมีความอ่อนไหวต่อ S มากกว่า. s ไม่ละลายใน Ni และสามารถสร้าง eutectics ที่ละลายต่ำในระหว่างการแข็งตัวของการเชื่อม, ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยร้าวทางความร้อน. P ยังเพิ่มความไวของรอยแตกในโลหะผสมนิกเกิล.
2 ลักษณะการเชื่อมของ Inconel โลหะผสมที่ใช้นิกเกิล 625
2.1 การเชื่อมโลหะผสมร้าวความร้อนจากโลหะผสมอิง 625 มีความไวต่อความร้อนสูงในระหว่างการเชื่อม. รอยแตกด้วยความร้อนแบ่งออกเป็นรอยแตกของผลึก, รอยแตกเหลวและรอยแตกที่อุณหภูมิสูง. รอยแตกของคริสตัลมักจะเกิดขึ้นในหลุมโค้งลูกปัดเชื่อม, การเปิดไฟเปิดไฟ. รอยแตกที่ตกผลึกส่วนใหญ่จะแตกตามแนวยาวตามแนวตรงกลางของการเชื่อม. รอยแตกเหลวมีแนวโน้มที่จะปรากฏในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนใกล้กับเส้นฟิวชั่น, และบางคนก็อยู่ด้านหน้าเชื่อมของการเชื่อมหลายชั้น. รอยแตกที่อุณหภูมิสูงอาจเกิดขึ้นได้ทั้งในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและในการเชื่อม. รอยแตกด้วยความร้อนต่าง ๆ บางครั้งก็เป็นรอยแตกของแมโคร, หรือรอยแตกขนาดมหภาคมาพร้อมกับรอยแตกขนาดเล็ก, และบางครั้งพวกเขาก็เป็นแค่รอยแตกขนาดเล็ก. รอยแตกด้วยความร้อนเกิดขึ้นในอุณหภูมิสูงและไม่ขยายตัวที่อุณหภูมิห้องอีกต่อไป.
2.2 ผลกระทบของมลพิษบนพื้นผิวของชิ้นส่วนที่เชื่อมเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจในคุณภาพการเชื่อมของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล 625. สารปนเปื้อนบนพื้นผิวของการเชื่อมส่วนใหญ่เป็นมาตราส่วนออกซิเดชันของพื้นผิวและองค์ประกอบที่ทำให้เกิด embrittlement. จุดหลอมเหลวของสเกลออกไซด์ของพื้นผิวของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล 625 สูงกว่าวัสดุฐานมาก, และมักจะเป็นไปได้ที่จะสร้างการรวมตะกรันหรือออกไซด์ที่ไม่ต่อเนื่อง. ส, ป, PB, SN, Zn, BI, SB และ AS สามารถใช้สำหรับองค์ประกอบที่สร้าง Eutectics จุดหลอมเหลวต่ำเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตราย. องค์ประกอบที่เป็นอันตรายเหล่านี้เพิ่มแนวโน้มของรอยแตกด้วยความร้อนอย่างมากในระหว่างการเชื่อมโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล. องค์ประกอบเหล่านี้มักพบในวัสดุที่ใช้ในการทำสำเร็จรูป, เช่นจาระบี, สี, เครื่องวัดอุณหภูมิและเครื่องหมาย, หมึกมักจะมีองค์ประกอบเหล่านี้. ดังนั้น, จะต้องถูกลบออกอย่างสมบูรณ์ก่อนการเชื่อม, รวมถึงภายใน 50 มม. นอกมุมเอียง.
วิธีการกำจัดขึ้นอยู่กับประเภทของสารปนเปื้อน. สำหรับน้ำมันและไขมัน, ไอน้ำเสื่อมโทรมหรือทำความสะอาดด้วยอะซิโตน. สำหรับสารทาสี, พวกเขาสามารถทำความสะอาดด้วยคลอโรมีเทน, ของเหลวอัลคาไลน์, และเมทานอล, หรือพวกเขาสามารถลบออกได้โดยการขัด.
2.3 อิทธิพลของอินพุตความร้อนเชื่อมการใช้อินพุตความร้อนสูงจะทำให้รอยเชื่อมกับ Anneale ในระดับหนึ่ง, และมาพร้อมกับการเติบโตของธัญพืช, ทำให้เนื้อเยื่อได้รับการเปลี่ยนแปลงเฟสและลดคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ. นอกจากนี้, อินพุตของความร้อนสูงอาจทำให้โครงสร้างเฟสผลึกมากเกินไป, การตกตะกอนและการตกตะกอนของคาร์ไบด์, จึงทำให้เกิดความร้อนแตกและลดความต้านทานการกัดกร่อน.
สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการเชื่อมและกระบวนการเชื่อม. ดังนั้น, มีเหตุผลมากกว่าที่จะใช้กระแสขนาดเล็ก, ลูกปัดเชื่อมแคบและการเชื่อมหลายชั้นในการทำงานจริง.
ควรสังเกตว่าโลหะผสมนิกเกิลบางชนิดจะมีผลกระทบต่อโครงสร้างการเชื่อมใกล้กับเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนหลังจากการเชื่อม. ตัวอย่างเช่น, หลังการเชื่อม, โลหะผสม Ni-mo จะต้องถูกกำจัดโดยการหลอมและฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนของพวกเขา. อย่างไรก็ตาม, สำหรับอัลลอย 625, มันเป็นโลหะผสม ni-cr-mo. เหมือนสแตนเลสออสเทนนิติก, โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมนิกเกิลยังเป็นออสเทนไนต์, และไม่มีการเปลี่ยนแปลงเฟสในสถานะของแข็ง, และวัสดุพื้นฐานและโลหะเชื่อมเป็นธัญพืชของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล 625 ไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อน.
2.4 ลักษณะกระบวนการเชื่อม
(1) โลหะเชื่อมของเหลวมีความลื่นไหลไม่ดี. โลหะเชื่อมของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิลไม่มีการไหลที่ดีเช่นโลหะเชื่อมเหล็กคาร์บอน, แต่ดูเหมือนจะมากขึ้น “ความหนืด”. แม้แต่การเพิ่มกระแสการเชื่อมก็ไม่สามารถปรับปรุงการไหลของมันได้, ซึ่งเป็นลักษณะโดยธรรมชาติของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล. กระแสการเชื่อมเกินช่วงที่แนะนำไม่เพียง แต่ความร้อนสูงเกินไปสระที่หลอมเหลวและเพิ่มความไวต่อรอยแตกของความร้อน, แต่ยังทำให้ deoxidant ในการเชื่อมได้อย่างง่ายดายเพื่อระเหยและรูขุมขน. ในระหว่างการเชื่อมโค้งของแท่งเชื่อม, กระแสการเชื่อมขนาดใหญ่จะทำให้แกนการเชื่อมของแกนเชื่อมร้อน, ทำให้ผงหลุดออก, และการสูญเสียการป้องกัน.
เนื่องจากความลื่นไหลของโลหะเชื่อมที่ไม่ดี, ไม่เหมาะที่จะไหลไปยังทั้งสองด้านของการเชื่อมเพื่อฟิวส์ที่ดีขึ้นด้วยวัสดุฐาน. ดังนั้น, เพื่อที่จะได้รับการเชื่อมที่ดี, จำเป็นต้องมีกระบวนการสวิง, แต่การแกว่งนี้ควรจะเป็นวงสวิงเล็ก ๆ และช่วงการแกว่งควรเป็นสามเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนเชื่อมหรือสายไฟ, และทั้งสองด้านของรอยเชื่อมควรหลอมรวมกับวัสดุฐานที่ดีกว่า. ขึ้นอยู่กับการพิจารณานี้, สิ่งนี้ต้องการให้ความกว้างการประมวลผลของมุมเอียงควรเหมาะสมเมื่อสร้างมุมเอียง. ในระหว่างการแกว่งของก้านเชื่อม, คุณควรให้ความสนใจกับข้อต่อระหว่างการเชื่อมและวัสดุฐาน. สถานที่แห่งนี้มีแนวโน้มที่จะถูกตัดราคา, การรวมของตะกรัน. วิธีแก้ปัญหาคือการทำงานเมื่อแกนเชื่อมวิ่งไปที่เชื่อมและวัสดุฐาน. ทางแยกควรหยุดชั่วคราวเล็กน้อยและควรใช้การทำงานส่วนโค้งสั้น ๆ.
(2) ความลึกของโลหะเชื่อมยังเป็นลักษณะโดยธรรมชาติของโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล, ซึ่งต้องใช้ความหนาของขอบทื่อเมื่อสร้างมุม.
2.5 การเลือกวิธีการเชื่อม
ตามวิธีการเชื่อมที่แนะนำโดยสมาคมเชื่อม, วิธีการเชื่อมต่อไปนี้สามารถใช้สำหรับวัสดุเช่น Inconel 625, สมาว (เชื่อมโค้งโค้งโค้ง), GTAW (การเชื่อมอาร์คป้องกันก๊าซทังสเตน), การยิง (การเชื่อมส่วนโค้งป้องกันก๊าซอิเล็กโทรดอิเล็กโทรด), และอุ้งเท้า (พลาสมา) การเชื่อมโค้ง) และเลื่อย (การเชื่อมอาร์กใต้น้ำ), สามารถเลือกได้ในเว็บไซต์ตามเงื่อนไขจริง.
2.6 การเลือกวัสดุเชื่อม
เมื่อใช้การเชื่อมป้องกันก๊าซ, ควรเลือกสายเชื่อมที่มีแบบจำลอง ernicrmo-3, และองค์ประกอบทางเคมีของมันจะแสดงในตาราง 2 ตามลำดับ.
โต๊ะ 2 องค์ประกอบทางเคมีของลวดเชื่อม ernicrmo-3
องค์ประกอบการผสม |
ใน |
ค |
มน |
เฟ |
ส |
และ |
Cr |
อัล |
ของ |
ไม่มี |
โม |
เนื้อหา% |
61.0 |
0.05 |
0.2 |
2.5 |
0.008 |
0.2 |
21.5 |
0.2 |
0.2 |
3.6 |
9.0 |
เมื่อใช้การเชื่อมส่วนโค้งการเชื่อมโค้ง, ควรเลือกแท่งเชื่อมที่มีแบบจำลอง enicrmo-3, และองค์ประกอบทางเคมีของพวกเขาจะแสดงในตาราง 3 ตามลำดับ.
โต๊ะ 3 องค์ประกอบทางเคมีของแท่งเชื่อม enicrmo-3
องค์ประกอบการผสม |
ใน |
Cr |
เฟ |
โม |
มน |
และ |
ไม่มี |
เนื้อหา% |
61.0 |
21.0 |
4.0 |
9.0 |
0.3 |
0.4 |
3.6 |
โดยการเปรียบเทียบตาราง 1, 2 และ 3, จะเห็นได้ว่าองค์ประกอบทางเคมีของลวดเชื่อมและแกนเชื่อมนั้นค่อนข้างใกล้เคียงกับองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุฐาน, ดังนั้นจึงสามารถเลือกได้.
3 กระบวนการเชื่อม
ที่สถานที่ก่อสร้าง, การเชื่อมของวัสดุโลหะผสมนิกเกิลมักจะทำโดยการเชื่อม Argon Arc, การเชื่อม ROD ARC Welding Welding และ Cover. ต่อไปนี้อธิบายกระบวนการเชื่อม:
3.1 การเชื่อมอาร์คอาร์ค (การเชื่อมอาร์คป้องกันก๊าซทังสเตน)
3.1.1 ขอแนะนำให้ใช้แก๊สอาร์กอนเพื่อช่วยกำจัดหรือลดรูขุมขนและป้องกันโลหะเชื่อมจากการเกิดออกซิเดชัน.
3.1.2 เมื่อข้อกำหนดการเชื่อมแน่นอน, รูปร่างของอิเล็กโทรดมีผลต่อความลึกและความกว้างของการหลอมเหลวของการเชื่อม. อิเล็กโทรดทังสเตนแหลมสามารถรักษาความเสถียรของส่วนโค้งและความลึกของการหลอมละลายที่เพียงพอ. มุมกรวยอิเล็กโทรดทังสเตนที่ใช้โดยปกติคือ 30 °ถึง 60 °, ปลายเรียบและเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.4 มม..
3.1.3 กระบวนการเชื่อม Argon Arc แหล่งจ่ายไฟเชื่อมใช้ DC และอิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดเชิงลบ. เครื่องเชื่อมมักจะติดตั้งกระแสไฟฟ้าความถี่สูงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งและติดตั้งอุปกรณ์การลดทอนในปัจจุบันเพื่อลดขนาดพอร์ตไฟเมื่อปิดตัวลง.
เพื่อปรับปรุงความต้านทานรอยแตกของโลหะเชื่อมและลดรูขุมขน, องค์ประกอบโลหะผสมเช่น TI, มน, NB มักจะถูกเพิ่มเข้าไปในลวดเชื่อม. ดังนั้น, ในระหว่างการเชื่อม, ควรมั่นใจว่าโลหะเชื่อมอย่างน้อย 50% ของฟิลเลอร์โลหะจากลวดเชื่อมได้รับมา. ในระหว่างการเชื่อม, ควรหลีกเลี่ยงส่วนโค้งเพื่อกวนสระที่หลอมเหลวเพื่อให้สระหลอมเหลวสงบ.
ในระหว่างการเชื่อม, ปลายความร้อนของลวดควรอยู่ในก๊าซป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันของลวดและการปนเปื้อนของโลหะเชื่อม. ลวดเชื่อมควรเข้าสู่สระหลอมเหลวที่ปลายด้านหน้าของสระหลอมเหลวเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับเสาทังสเตน.
การไหลของก๊าซป้องกันควรอยู่ในระดับปานกลาง, เนื่องจากการไหลของก๊าซขนาดใหญ่เกินไปอาจนำไปสู่การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของโลหะเชื่อม. ดังนั้น, ควรมีการควบคุมการไหลของก๊าซป้องกันที่ 4 ถึง 8L/นาที.
เมื่อการเชื่อมด้านเดียวเกิดขึ้นบนการขึ้นรูปสองด้าน (สำหรับท่อที่มีd≤600mm), ก๊าซป้องกันจำเป็นต้องป้อนเข้าสู่ท่อ.
3.2 เทคโนโลยีการเชื่อม ROD ROD ARC WELDING
ควรวางแท่งเชื่อมไว้ในภาชนะที่ปิดผนึกด้วยความชื้นและเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง. ก่อนใช้งาน, แห้งตามอุณหภูมิและเวลาที่ระบุไว้ในคำแนะนำการผลิต.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.
กระบวนการเชื่อมของโลหะผสมนิกเกิลนั้นคล้ายกับสแตนเลสออสเทนนิติก. เนื่องจากความลึกหลอมตื้นของโลหะผสมนิกเกิลและความลื่นไหลของโลหะเชื่อมของเหลว, การเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์การเชื่อมจะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดในระหว่างกระบวนการเชื่อม. เมื่อเชื่อมโลหะผสมนิกเกิล, โดยทั่วไปจะใช้ DC, และแกนเชื่อมเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวก. แต่ละประเภทและข้อกำหนดของก้านเชื่อมมีช่วงปัจจุบันที่ดีที่สุด. โต๊ะ 4 แสดงค่าอ้างอิงปัจจุบันการเชื่อมสำหรับข้อกำหนดต่าง ๆ ของแท่งเชื่อมโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล:
โต๊ะ 4 ค่าอ้างอิงของกระแสเชื่อมโลหะผสมที่ใช้นิกเกิล
|
φ2.4 |
φ3.2 |
φ4.0 |
||||||
|
1.57 |
1.98 |
≥2.36 |
2.77 |
≥3.18 |
3.18 |
3.56 |
3.96 |
≥4.75 |
การเชื่อมปัจจุบัน (a) |
75 |
80 |
85 |
105 |
105 |
110 |
130 |
135 |
150 |
ในการดำเนินงานจริง, ควรทำการปรับเพิ่มเติมตามความหนาของวัสดุฐาน, ตำแหน่งเชื่อม, รูปแบบร่วม, ฯลฯ. ไม่ว่ากระแสการเชื่อมนั้นเหมาะสมหรือไม่นั้นมีความสำคัญต่อการรับรองคุณภาพของการเชื่อม. หากกระแสสูงเกินไป, มันจะทำให้เกิดความไม่แน่นอนของอาร์ค, ความร้อนสูงเกินไปของแท่งเชื่อม, ทำให้ผิวร่วง, และเพิ่มแนวโน้มของรอยแตกด้วยความร้อน.
เมื่อเชื่อม, การเชื่อมควรปรับให้เข้ากับตำแหน่งการเชื่อมแบนให้มากที่สุด. กระบวนการเชื่อมควรรักษาส่วนโค้งสั้น ๆ ไว้เสมอ. เมื่อต้องใช้ตำแหน่งการเชื่อมในแนวตั้งหรือตำแหน่งการเชื่อมค่าใช้จ่าย, ควรใช้แท่งเชื่อมที่ดีและกระแสน้ำขนาดเล็กเพื่อควบคุมหลุมเชื่อมโลหะ.
โลหะผสมนิกเกิลของเหลวมีความลื่นไหลไม่ดี. เพื่อป้องกันข้อบกพร่องเช่นความไม่เปิดเผยและรูขุมขนของการเชื่อม, แท่งเชื่อมจะต้องแกว่งในระหว่างการเชื่อม. แอมพลิจูดสวิงขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ. โดยทั่วไป, การรวมกันของการเชื่อมก่อนหน้านี้และวัสดุพื้นฐานควรครอบคลุมอย่างเต็มที่. สายไม่ควรเกิน 3 เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนเชื่อม. รอยเชื่อมที่กว้างเกินไปจะทำให้เกิดการหลอมรวมที่ไม่ดีและข้อบกพร่องของพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากการกระจายความร้อนมากเกินไป. สิ่งนี้ต้องใช้ความกว้างที่เหมาะสมเมื่อสร้างมุมเอียง. ก้านเชื่อมควรหยุดชั่วคราวเล็กน้อยทุกครั้งที่มันแกว่งไปที่ขอบเพื่อกำจัดข้อบกพร่องเช่น undercuts และการรวมตะกรันและทำให้โลหะเชื่อมรวมเข้ากับวัสดุฐานอย่างเต็มที่.