Pri varjenju različnih kovin je nekaj inherentnih težav, ki ovirajo njegov razvoj, na primer sestava in zmogljivost območja fuzije različnih kovin.Večina poškodb različnih kovinskih varilnih struktur se pojavi v območju taljenja.Zaradi različnih kristalizacijskih karakteristik zvarov v vsakem odseku blizu talilne cone je tudi enostavno oblikovati prehodno plast s slabim delovanjem in spremembami v sestavi.
Poleg tega se bo zaradi dolgega časa na visoki temperaturi difuzijska plast na tem območju razširila, kar bo še povečalo neravnine kovine.Poleg tega se pri varjenju različnih kovin ali po toplotni obdelavi ali visokotemperaturnem delovanju po varjenju pogosto ugotovi, da ogljik na nizkolegirani strani "migrira" skozi mejo zvara do visokolegiranega zvara, pri čemer tvori razogljičene plasti na obe strani fuzijske linije.In plast za naogljičenje, osnovna kovina tvori plast za razogljičenje na strani z nizko vsebnostjo zlitin, plast za naogljičenje pa na strani zvara z visoko vsebnostjo zlitin.
Ovire in ovire za uporabo in razvoj raznovrstnih kovinskih konstrukcij se kažejo predvsem v naslednjih vidikih:
1. Pri sobni temperaturi so mehanske lastnosti (kot so natezna, udarna, upogibna itd.) območja zvarjenega spoja različnih kovin na splošno boljše od lastnosti osnovne kovine, ki jo je treba variti.Vendar pa je pri visokih temperaturah ali po dolgotrajnem delovanju pri visokih temperaturah zmogljivost spojnega območja slabša kot pri navadni kovini.material.
2. Med avstenitnim zvarom in perlitno osnovno kovino je martenzitno prehodno območje.To območje ima nizko žilavost in je krhka plast visoke trdote.To je tudi šibko območje, ki povzroča okvare in poškodbe komponent.Zmanjšal bo varjeno strukturo.zanesljivost uporabe.
3. Migracija ogljika med toplotno obdelavo po varjenju ali delovanjem pri visoki temperaturi bo povzročila nastanek naogljičenih in razogljičenih plasti na obeh straneh talilne linije.Na splošno velja, da bo zmanjšanje ogljika v razogljičenem sloju povzročilo velike spremembe (na splošno poslabšanje) v strukturi in zmogljivosti območja, zaradi česar je to območje nagnjeno k zgodnjim okvaram med delovanjem.Okvarjeni deli številnih visokotemperaturnih cevovodov v obratovanju ali preskušanju so skoncentrirani v sloju za razogljičenje.
4. Napaka je povezana s pogoji, kot so čas, temperatura in izmenična obremenitev.
5. Toplotna obdelava po varjenju ne more odpraviti porazdelitve preostale napetosti v območju spoja.
6. Nehomogenost kemične sestave.
Ko se varijo različne kovine, ker sta kovini na obeh straneh zvara in zlitina sestave zvara očitno različni, se bosta med postopkom varjenja osnovna kovina in varilni material stopila in pomešala drug z drugim.Enakomernost mešanja se bo spremenila s spremembo postopka varjenja.Spreminja, enakomernost mešanja pa je tudi zelo različna na različnih položajih zvarnega spoja, kar ima za posledico nehomogenost kemične sestave zvarnega spoja.
7. Nehomogenost metalografske strukture.
Zaradi diskontinuitete kemijske sestave zvarnega spoja se po doživetju varilnega termičnega cikla v vsakem območju zvarnega spoja pojavijo različne strukture, na nekaterih področjih pa se pogosto pojavijo izjemno kompleksne organizacijske strukture.
8. Prekinitev delovanja.
Razlike v kemični sestavi in metalografski strukturi zvarnih spojev povzročajo različne mehanske lastnosti zvarnih spojev.Trdnost, trdota, plastičnost, žilavost, udarne lastnosti, visokotemperaturno lezenje in trajnostne lastnosti različnih območij vzdolž zvarnega spoja so zelo različne.Zaradi te velike nehomogenosti se različna področja zvarnega spoja v enakih pogojih obnašajo zelo različno, pri čemer se pojavijo oslabljena in okrepljena območja.Zlasti pri visokih temperaturah se med servisnim postopkom uporabljajo različni kovinski zvarjeni spoji.Pogosto pride do zgodnjih okvar.
Značilnosti različnih načinov varjenja pri varjenju raznovrstnih kovin
Večino varilnih metod je mogoče uporabiti za varjenje raznovrstnih kovin, vendar je treba pri izbiri varilnih metod in oblikovanju procesnih ukrepov še vedno upoštevati značilnosti raznovrstnih kovin.V skladu z različnimi zahtevami osnovne kovine in zvarjenih spojev se pri varjenju različnih kovin uporabljajo talilno varjenje, tlačno varjenje in druge metode varjenja, vendar ima vsaka svoje prednosti in slabosti.
1. Varjenje
Najpogosteje uporabljena metoda talilnega varjenja pri varjenju različnih kovin je obločno varjenje z elektrodo, obločno varjenje pod praškom, obločno varjenje v zaščitnem plinu, elektroločno varjenje, plazemsko obločno varjenje, varjenje z elektronskim žarkom, lasersko varjenje itd. Da zmanjšate razredčitev, zmanjšajte fuzijo razmerje ali nadzor količine taljenja različnih kovinskih osnovnih materialov, se običajno lahko uporabijo varjenje z elektronskim žarkom, lasersko varjenje, varjenje s plazemskim oblokom in druge metode z večjo energijsko gostoto vira toplote.
Za zmanjšanje globine preboja je mogoče uporabiti tehnološke ukrepe, kot so indirektni oblok, nihajna varilna žica, tračna elektroda in dodatna varilna žica brez napetosti.Toda ne glede na vse, dokler gre za talilno varjenje, se bo del osnovne kovine vedno stopil v zvar in povzročil razredčenje.Poleg tega bodo nastale tudi intermetalne spojine, evtektiki itd.Da bi ublažili takšne škodljive učinke, je treba nadzorovati in skrajšati čas zadrževanja kovin v tekočem ali visokotemperaturnem trdnem stanju.
Vendar pa je kljub nenehnemu izboljševanju in izboljšanju varilnih metod in procesnih ukrepov še vedno težko rešiti vse težave pri varjenju različnih kovin, saj obstaja veliko vrst kovin, različne zahteve glede zmogljivosti in različne oblike spojev.V mnogih primerih je potrebno varjenje pod tlakom ali druge varilne metode, ki se uporabljajo za reševanje problemov varjenja specifičnih raznovrstnih kovinskih spojev.
2. Tlačno varjenje
Večina načinov tlačnega varjenja varjeno kovino le segreje do plastičnega stanja ali pa je sploh ne segreva, ampak kot osnovno lastnost uporablja določen pritisk.V primerjavi s talilnim varjenjem ima tlačno varjenje določene prednosti pri varjenju raznovrstnih kovinskih spojev.Dokler oblika spoja to dopušča in kakovost varjenja lahko izpolnjuje zahteve, je tlačno varjenje pogosto razumnejša izbira.
Med tlačnim varjenjem se lahko vmesne površine različnih kovin stopijo ali pa tudi ne.Vendar pa bo zaradi učinka pritiska, tudi če je na površini staljena kovina, ta iztisnjena in izpraznjena (kot je bliskovno in torno varjenje).Samo v nekaj primerih po tlačnem varjenju (kot je točkovno) ostane staljena kovina.
Ker se tlačno varjenje ne segreva ali je temperatura segrevanja nizka, lahko zmanjša ali prepreči škodljive učinke toplotnih ciklov na kovinske lastnosti osnovne kovine in prepreči nastajanje krhkih intermetalnih spojin.Nekatere oblike tlačnega varjenja lahko celo iztisnejo intermetalne spojine, ki so nastale iz spoja.Poleg tega ni težav s spremembami lastnosti zvara zaradi redčenja med tlačnim varjenjem.
Vendar ima večina metod tlačnega varjenja določene zahteve glede oblike spoja.Na primer, pri točkovnem varjenju, varjenju z šivi in ultrazvočnem varjenju morajo biti uporabljeni prekrivni spoji;pri tornem varjenju mora imeti vsaj en obdelovanec prečni prerez vrtljivega telesa;varjenje z eksplozijo je uporabno samo za povezave z večjimi površinami itd. Oprema za varjenje pod pritiskom še ni priljubljena.Ti nedvomno omejujejo področje uporabe tlačnega varjenja.
3. Druge metode
Poleg talilnega varjenja in tlačnega varjenja obstaja več metod, ki jih je mogoče uporabiti za varjenje različnih kovin.Trdo spajkanje je na primer metoda varjenja različnih kovin med polnilno in osnovno kovino, vendar je tukaj obravnavana bolj posebna metoda trdega spajkanja.
Obstaja metoda, imenovana talilno varjenje-trdo spajkanje, to pomeni, da je stran navadne kovine z nizkim tališčem raznovrstnega kovinskega spoja varjena s taljenjem, stran navadne kovine z visokim tališčem pa spajkana.Običajno se kot spajka uporablja ista kovina kot osnovni material z nizkim tališčem.Zato je postopek varjenja med dodajno kovino za spajkanje in osnovno kovino z nizkim tališčem ista kovina in ni posebnih težav.
Postopek trdega spajkanja poteka med polnilno kovino in osnovno kovino z visokim tališčem.Osnovna kovina se ne stopi ali kristalizira, s čimer se lahko izognemo številnim težavam z varljivostjo, vendar mora dodajna kovina dobro zmočiti osnovno kovino.
Druga metoda se imenuje evtektično trdo spajkanje ali evtektično difuzijsko spajkanje.To segreje kontaktno površino različnih kovin na določeno temperaturo, tako da obe kovini na kontaktni površini tvorita evtektik z nizkim tališčem.Evtektika z nizkim tališčem je pri tej temperaturi tekoča in v bistvu postane neke vrste spajka brez potrebe po zunanji spajkanju.Metoda spajkanja.
Seveda to zahteva tvorbo evtektike z nizkim tališčem med obema kovinama.Med difuzijskim varjenjem različnih kovin se doda material vmesnega sloja, material vmesnega sloja pa se segreva pod zelo nizkim tlakom, da se stopi ali tvori evtektik z nizkim tališčem v stiku s kovino, ki jo je treba variti.Tanka plast tekočine, ki nastane v tem času, po določenem času postopka ohranjanja toplote povzroči taljenje materiala vmesne plasti.Ko so vsi materiali vmesne plasti razpršeni v osnovni material in homogenizirani, se lahko oblikuje raznovrsten kovinski spoj brez vmesnih materialov.
Ta vrsta metode bo med postopkom varjenja proizvedla majhno količino tekoče kovine.Zato se imenuje tudi varjenje s tekočim faznim prehodom.Njihova skupna lastnost je, da v spoju ni ulitne strukture.
Na kaj morate biti pozorni pri varjenju različnih kovin
1. Upoštevajte fizikalne, mehanske lastnosti in kemično sestavo zvara
(1) Z vidika enake trdnosti izberite varilne palice, ki ustrezajo mehanskim lastnostim osnovne kovine, ali združite varivost osnovne kovine z varilnimi palicami z neenako trdnostjo in dobro varljivostjo, vendar upoštevajte strukturno obliko zvarite, da dosežete enako trdnost.Trdnost in druge zahteve glede togosti.
(2) Poskrbite, da bo njegova sestava zlitine skladna ali blizu osnovnega materiala.
(3) Če osnovna kovina vsebuje visoko vsebnost škodljivih nečistoč C, S in P, je treba izbrati varilne palice z boljšo odpornostjo proti razpokam in odpornostjo proti poroznosti.Priporočamo uporabo elektrode iz kalcijevega titanovega oksida.Če še vedno ni mogoče rešiti, lahko uporabite varilno palico z nizko vsebnostjo vodika in natrija.
2. Upoštevajte delovne pogoje in zmogljivost zvara
(1) Pod pogojem nosilne dinamične obremenitve in udarne obremenitve, poleg zagotavljanja trdnosti, obstajajo visoke zahteve za udarno žilavost in raztezek.Hkrati je treba izbrati elektrode z nizko vsebnostjo vodika, kalcijevega titanovega tipa in železovega oksida.
(2) Če so v stiku z jedkimi mediji, je treba izbrati ustrezne varilne palice iz nerjavnega jekla glede na vrsto, koncentracijo, delovno temperaturo medija in glede na to, ali gre za splošno oblačilo ali interkristalno korozijo.
(3) Pri delu v pogojih obrabe je treba razlikovati, ali gre za normalno obrabo ali obrabo zaradi udarcev in ali gre za obrabo pri normalni temperaturi ali pri visoki temperaturi.
(4) Pri delu v netemperaturnih pogojih je treba izbrati ustrezne varilne palice, ki zagotavljajo mehanske lastnosti pri nizkih ali visokih temperaturah.
3. Upoštevajte kompleksnost skupne oblike zvara, togost, pripravo zvarnega loma in položaj varjenja.
(1) Pri zvarjenih spojih zapletenih oblik ali velikih debelin je napetost pri krčenju zvara med ohlajanjem velika in nagnjeni k pojavu razpok.Izbrati je treba varilne palice z visoko odpornostjo proti razpokam, kot so varilne palice z nizko vsebnostjo vodika, varilne palice z visoko žilavostjo ali varilne palice z železovim oksidom.
(2) Za zvarje, ki jih zaradi pogojev ni mogoče obračati, je treba izbrati varilne palice, ki jih je mogoče variti v vseh položajih.
(3) Za varilne dele, ki jih je težko očistiti, uporabite kisle varilne palice, ki močno oksidirajo in so neobčutljive na vodni kamen in olje, da preprečite napake, kot so pore.
4. Razmislite o opremi mesta varjenja
Na mestih, kjer ni enosmernega varilnega aparata, ni priporočljivo uporabljati varilnih palic z omejenim enosmernim napajanjem.Namesto tega je treba uporabiti varilne palice z AC in DC napajanjem.Nekatera jekla (kot je perlitno toplotno odporno jeklo) morajo po varjenju odpraviti toplotno obremenitev, vendar jih ni mogoče toplotno obdelati zaradi pogojev opreme (ali strukturnih omejitev).Namesto tega je treba uporabiti varilne palice iz materialov, ki niso navadne kovine (kot je avstenitno nerjavno jeklo), toplotna obdelava po varjenju pa ni potrebna.
5. Razmislite o izboljšanju varilnih postopkov in zaščiti zdravja delavcev
Kjer lahko tako kisle kot alkalne elektrode izpolnjujejo zahteve, je treba čim pogosteje uporabljati kisle elektrode.
6. Upoštevajte produktivnost dela in ekonomsko racionalnost
V primeru enake zmogljivosti poskusimo namesto alkalnih varilnih palic uporabiti cenejše kislinske varilne palice.Med kislimi varilnimi palicami so titanove vrste in titan-kalcijeve vrste najdražje.Glede na stanje mineralnih virov v moji državi je treba titanovo železo močno spodbujati.Prevlečena varilna palica.
Čas objave: 27. oktober 2023