Existen algúns problemas inherentes á soldadura de metais disímiles que dificultan o seu desenvolvemento, como a composición e o rendemento da zona de fusión de metales disímiles.A maior parte do dano á estrutura de soldadura metálica diferente ocorre na zona de fusión.Debido ás diferentes características de cristalización das soldaduras en cada sección preto da zona de fusión, tamén é fácil formar unha capa de transición con mal rendemento e cambios na composición.
Ademais, debido ao longo tempo a alta temperatura, a capa de difusión nesta área expandirase, o que aumentará aínda máis a irregularidade do metal.Ademais, cando se soldan metais diferentes ou despois dun tratamento térmico ou dunha operación a alta temperatura despois da soldadura, a miúdo atópase que o carbono do lado de baixa aliaxe "migra" a través do límite da soldadura ata a soldadura de alta aliaxe, formando capas de descarburación sobre ámbolos dous lados da liña de fusión.E a capa de carburación, o metal base forma unha capa de descarburación no lado de baixa aliaxe e a capa de carburación fórmase no lado de soldadura de alta aliaxe.
Os obstáculos e barreiras para o uso e desenvolvemento de estruturas metálicas diferentes maniféstanse principalmente nos seguintes aspectos:
1. A temperatura ambiente, as propiedades mecánicas (como tracción, impacto, flexión, etc.) da área de unión soldada de metais diferentes son xeralmente mellores que as do metal base a soldar.Non obstante, a altas temperaturas ou despois de funcionar a longo prazo a altas temperaturas, o rendemento da área de xunta é inferior ao do metal base.material.
2. Hai unha zona de transición de martensita entre a soldadura de austenita e o metal base de perlita.Esta zona ten baixa tenacidade e é unha capa fráxil de alta dureza.Tamén é unha zona débil que causa fallos e danos nos compoñentes.Reducirá a estrutura soldada.fiabilidade de uso.
3. A migración do carbono durante o tratamento térmico posterior á soldadura ou a operación a alta temperatura provocará a formación de capas carburizadas e capas descarburizadas a ambos os dous lados da liña de fusión.En xeral, crese que a redución de carbono na capa descarburada levará a grandes cambios (xeralmente deterioro) na estrutura e o rendemento da zona, facendo que esta área sexa propensa a fallas temperás durante o servizo.As partes de falla de moitas conducións de alta temperatura en servizo ou en proba concéntranse na capa de descarburación.
4. O fallo está relacionado con condicións como o tempo, a temperatura e a tensión alterna.
5. O tratamento térmico posterior á soldadura non pode eliminar a distribución do estrés residual na zona da unión.
6. Inhomoxeneidade da composición química.
Cando se soldan metais diferentes, xa que os metais de ambos os dous lados da soldadura e a composición da aliaxe da soldadura son obviamente diferentes, durante o proceso de soldadura, o metal base e o material de soldeo fundiranse e mesturaranse entre si.A uniformidade da mestura cambiará co cambio do proceso de soldadura.Os cambios e a uniformidade da mestura tamén son moi diferentes en diferentes posicións da unión soldada, o que resulta na inhomoxeneidade da composición química da unión soldada.
7. Inhomoxeneidade da estrutura metalográfica.
Debido á descontinuidade da composición química da unión soldada, despois de experimentar o ciclo térmico de soldadura, aparecen diferentes estruturas en cada área da unión soldada, e moitas veces aparecen estruturas organizativas extremadamente complexas nalgunhas áreas.
8. Discontinuidade da actuación.
As diferenzas na composición química e na estrutura metalográfica das unións soldadas provocan diferentes propiedades mecánicas das unións soldadas.A resistencia, dureza, plasticidade, tenacidade, propiedades de impacto, fluencia a alta temperatura e propiedades de durabilidade de varias áreas ao longo da unión soldada son moi diferentes.Esta importante falta de homoxeneidade fai que diferentes áreas da unión soldada se comporten de forma moi diferente nas mesmas condicións, aparecendo áreas debilitadas e áreas reforzadas.Especialmente en condicións de alta temperatura, as xuntas soldadas metálicas diferentes están en servizo durante o proceso de servizo.Moitas veces ocorren os primeiros fallos.
Características dos distintos métodos de soldadura ao soldar metais diferentes
A maioría dos métodos de soldadura pódense usar para soldar metais disímiles, pero ao seleccionar métodos de soldeo e formular medidas de proceso, aínda deben considerarse as características dos metais diferentes.Segundo os diferentes requisitos do metal base e as unións soldadas, a soldadura por fusión, a soldadura por presión e outros métodos de soldadura utilízanse na soldadura de metais diferentes, pero cada un ten as súas propias vantaxes e desvantaxes.
1. Soldadura
O método de soldadura por fusión máis usado na soldadura de metais diferentes é a soldadura por arco de electrodos, soldadura por arco mergullado, soldadura por arco protexido con gas, soldadura por electroescoria, soldadura por arco de plasma, soldadura por feixe de electróns, soldadura con láser, etc. Para reducir a dilución, redúcese a fusión. A proporción ou controlar a cantidade de fusión de diferentes materiais de base metálica, a soldadura por feixe de electróns, a soldadura con láser, a soldadura por arco de plasma e outros métodos con maior densidade de enerxía da fonte de calor pódense empregar.
Co fin de reducir a profundidade de penetración, pódense adoptar medidas tecnolóxicas como arco indirecto, fío de soldadura oscilante, electrodo de tira e fío de soldadura adicional sen enerxía.Pero non importa o que, sempre que se trate de soldadura por fusión, parte do metal base sempre se fundirá na soldadura e provocará a dilución.Ademais, tamén se formarán compostos intermetálicos, eutécticos, etc.Para mitigar tales efectos adversos, débese controlar e acurtar o tempo de permanencia dos metais en estado líquido ou sólido a alta temperatura.
Non obstante, a pesar da continua mellora e mellora dos métodos de soldadura e das medidas de proceso, aínda é difícil resolver todos os problemas ao soldar metais diferentes, porque hai moitos tipos de metais, varios requisitos de rendemento e diferentes formas de unión.En moitos casos, é necesario soldar por presión ou outros métodos de soldeo para resolver os problemas de soldadura de xuntas metálicas diferentes específicas.
2. Soldadura por presión
A maioría dos métodos de soldadura por presión só quentan o metal a soldar a un estado plástico ou mesmo non o quentan, pero aplican unha certa presión como característica básica.En comparación coa soldadura por fusión, a soldadura por presión ten certas vantaxes ao soldar xuntas metálicas diferentes.Sempre que a forma de unión o permita e a calidade da soldadura poida cumprir os requisitos, a soldadura por presión adoita ser unha opción máis razoable.
Durante a soldadura a presión, as superficies de interface de metais diferentes poden ou non fundir.Non obstante, debido ao efecto da presión, aínda que haxa metal fundido na superficie, será extruido e descargado (como soldadura por flash e soldadura por fricción).Só nalgúns casos O metal fundido permanece despois da soldadura por presión (como a soldadura por puntos).
Dado que a soldadura por presión non quenta ou a temperatura de quecemento é baixa, pode reducir ou evitar os efectos adversos dos ciclos térmicos sobre as propiedades do metal base e evitar a xeración de compostos intermetálicos fráxiles.Algunhas formas de soldadura por presión poden incluso espremer os compostos intermetálicos que se crearon fóra da unión.Ademais, non hai ningún problema de cambios nas propiedades do metal de soldadura causados pola dilución durante a soldadura a presión.
Non obstante, a maioría dos métodos de soldadura por presión teñen certos requisitos para a forma xunta.Por exemplo, a soldadura por puntos, a soldadura de costura e a soldadura por ultrasóns deben usar xuntas de solapa;durante a soldadura por fricción, polo menos unha peza de traballo debe ter unha sección transversal do corpo xiratorio;A soldadura por explosión só é aplicable a conexións de áreas máis grandes, etc. Os equipos de soldadura por presión aínda non son populares.Estes sen dúbida limitan o ámbito de aplicación da soldadura por presión.
3. Outros métodos
Ademais da soldadura por fusión e a presión, hai varios métodos que se poden usar para soldar metais diferentes.Por exemplo, a soldadura é un método de soldadura de metais diferentes entre o metal de recheo e o metal base, pero o que se discute aquí é un método de soldadura máis especial.
Hai un método chamado soldadura-soldadura por fusión, é dicir, o lado de metal base de baixo punto de fusión da unión metálica diferente está soldado por fusión e o lado de metal base de alto punto de fusión está soldado.E normalmente úsase o mesmo metal que o material base de baixo punto de fusión como soldadura.Polo tanto, o proceso de soldadura entre o metal de recheo de soldadura e o metal base de baixo punto de fusión é o mesmo metal e non hai dificultades especiais.
O proceso de soldadura está entre o metal de recheo e o metal base de alto punto de fusión.O metal base non se derrite nin cristaliza, o que pode evitar moitos problemas de soldabilidade, pero o metal de recheo é necesario para poder mollar ben o metal base.
Outro método chámase soldadura eutéctica ou soldadura por difusión eutéctica.Trátase de quentar a superficie de contacto de metais diferentes a unha determinada temperatura, de xeito que os dous metais formen un eutéctico de baixo punto de fusión na superficie de contacto.O eutéctico de baixo punto de fusión é líquido a esta temperatura, converténdose esencialmente nunha especie de soldadura sen necesidade de soldadura externa.Método de soldadura.
Por suposto, isto require a formación dun eutéctico de baixo punto de fusión entre os dous metais.Durante a soldadura por difusión de metais diferentes, engádese un material de capa intermedia e o material da capa intermedia quéntase a moi baixa presión para fundir ou formar un eutéctico de baixo punto de fusión en contacto co metal que se vai soldar.A fina capa de líquido formada neste momento, despois dun certo período de proceso de conservación da calor, fai que o material da capa intermedia se derrita.Cando todos os materiais da capa intermedia se difunden no material base e se homoxeneizan, pódese formar unha unión metálica diferente sen materiais intermedios.
Este tipo de método producirá unha pequena cantidade de metal líquido durante o proceso de soldadura.Polo tanto, tamén se denomina soldadura de transición de fase líquida.A súa característica común é que non hai estrutura de fundición na unión.
Cousas a ter en conta ao soldar metais diferentes
1. Considere as propiedades físicas, mecánicas e a composición química da soldadura
(1) Desde a perspectiva de igual resistencia, seleccione varillas de soldadura que cumpran as propiedades mecánicas do metal base ou combine a soldabilidade do metal base con varillas de soldadura con resistencia non igual e boa soldabilidade, pero considere a forma estrutural do metal base. soldar para cumprir a igual resistencia.Resistencia e outros requisitos de rixidez.
(2) Facer que a súa composición de aliaxe sexa consistente ou próxima ao material base.
(3) Cando o metal base contén altos niveis de impurezas nocivas C, S e P, débense seleccionar varillas de soldadura con mellor resistencia ás fisuras e á porosidade.Recoméndase utilizar un electrodo de óxido de titanio e calcio.Se aínda non se pode resolver, pódese usar varilla de soldadura de tipo baixo en hidróxeno sódico.
2. Considerar as condicións de traballo e o rendemento da soldadura
(1) Baixo a condición de soportar a carga dinámica e a carga de impacto, ademais de garantir a resistencia, existen altos requisitos de tenacidade e alongamento ao impacto.O tipo de hidróxeno baixo, o tipo de calcio-titanio e os electrodos de óxido de ferro deben seleccionarse á vez.
(2) Se están en contacto con medios corrosivos, deben seleccionarse as varillas de soldadura de aceiro inoxidable adecuadas en función do tipo, concentración, temperatura de traballo do medio e se se trata de roupa xeral ou corrosión intergranular.
(3) Cando se traballa en condicións de desgaste, débese distinguir se se trata de desgaste normal ou de impacto, e se é a temperatura normal ou a alta temperatura.
(4) Cando se traballe en condicións sen temperatura, deben seleccionarse as varillas de soldadura correspondentes que garantan as propiedades mecánicas de baixa ou alta temperatura.
3. Considere a complexidade da forma colectiva da soldadura, a rixidez, a preparación da fractura de soldadura e a posición de soldeo.
(1) Para soldaduras con formas complexas ou grandes espesores, a tensión de contracción do metal de soldadura durante o arrefriamento é grande e son propensas a que se produzan gretas.Deben seleccionarse varillas de soldadura con forte resistencia á fisura, como varillas de soldadura con baixo contido de hidróxeno, varillas de soldadura de alta tenacidade ou varillas de soldadura de óxido de ferro.
(2) Para as soldaduras que non se poden virar por condicións, deben seleccionarse varillas de soldadura que se poidan soldar en todas as posicións.
(3) Para soldar pezas difíciles de limpar, utilice varillas de soldadura ácidas altamente oxidantes e insensibles á incrustación e ao aceite para evitar defectos como poros.
4. Considere o equipamento do sitio de soldadura
En lugares onde non exista máquina de soldar DC, non é recomendable utilizar varillas de soldadura con alimentación DC limitada.No seu lugar, deberían utilizarse varillas de soldadura con fonte de alimentación de CA e CC.Algúns aceiros (como o aceiro resistente á calor perlítico) precisan eliminar o estrés térmico despois da soldadura, pero non poden ser tratados térmicamente debido ás condicións do equipamento (ou limitacións estruturais).No seu lugar, deberían utilizarse varillas de soldadura feitas de materiais non metálicos básicos (como aceiro inoxidable austenítico) e non é necesario o tratamento térmico posterior á soldadura.
5. Considerar a mellora dos procesos de soldadura e a protección da saúde dos traballadores
Cando os electrodos ácidos e alcalinos poidan cumprir os requisitos, deberían utilizarse na medida do posible.
6. Considerar a produtividade do traballo e a racionalidade económica
No caso do mesmo rendemento, deberíamos tentar utilizar varillas de soldadura ácidas de menor prezo en lugar de varillas de soldadura alcalinas.Entre as varillas de soldadura ácida, o tipo titanio e o tipo titanio-calcio son os máis caros.Segundo a situación dos recursos minerais do meu país, o ferro de titanio debería promoverse con forza.Vara de soldadura revestida.
Hora de publicación: 27-Oct-2023