آیا می توانید استحکام را جوش دهید؟

Stellite ، به عنوان یک کبالت - مبتنی بر عملکرد عالی ، در زمینه های مختلف صنعتی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. ممکن است بسیاری از مردم تعجب کنند که آیا استحکام می تواند جوش داده شود. پاسخ مثبت است ، اما جوشکاری استیل یک کار ساده نیست. به دلیل خاصیت مواد منحصر به فرد آن ، نیازهای بالایی برای روش های جوشکاری ، فرآیندها و اپراتورها دارد.
امکان سنجی استیل
استولیت را می توان در اصل جوش داد. قابلیت جوشکاری آن عمدتاً با ترکیب شیمیایی و ریزساختار آن تعیین می شود. Stellite حاوی عناصری مانند کبالت ، کروم ، تنگستن و کربن است. در میان آنها ، کروم می تواند یک فیلم اکسید متراکم روی سطح آلیاژ تشکیل دهد که در هنگام جوشکاری دارای اثر محافظ خاصی است. با این حال ، وجود تنگستن و کربن نیز برخی از مشکلات را برای جوشکاری به وجود می آورد. تنگستن نقطه ذوب بالایی دارد که باعث افزایش دشواری آلیاژ در هنگام جوشکاری می شود. کربن می تواند با سایر عناصر ترکیب شود تا کاربیدها تشکیل شود. اگر فرآیند جوشکاری به درستی کنترل نشود ، این کاربیدها ممکن است در جوش و گرما- منطقه آسیب دیده رسوب کنند و بر عملکرد مفصل جوش داده شده تأثیر بگذارند.
در کاربردهای عملی ، از جوشکاری بنفش غالباً برای جوشکاری اجزای استولیت فرسوده یا جوشکاری سایر مواد پایه برای بهبود عملکرد سطح آنها استفاده می شود. به عنوان مثال ، در صنعت نفت و گاز ، هنگامی که صندلی دریچه ای بنفش پوشیده شده است ، می توان جوشکاری تعمیر را برای بازگرداندن اندازه و عملکرد آن انجام داد ، که می تواند هزینه های خود را در مقایسه با جایگزینی مؤلفه جدید صرفه جویی کند.
روش های جوشکاری متداول برای استحکام
جوش قوس تنگستن گاز (GTAW)
جوش قوس تنگستن گاز ، همچنین به عنوان جوشکاری TIG شناخته می شود ، روشی متداول برای جوشکاری استیل است. در این روش از الکترود تنگستن غیر- برای تولید یک قوس بین الکترود و قطعه کار استفاده می شود و استخر جوش توسط یک گاز بی اثر (معمولاً آرگون) محافظت می شود. مزیت GTAW این است که می تواند ورودی گرما را به طور دقیق کنترل کند ، که برای جوشکاری استیل بسیار مهم است. Stellite نسبت به ورودی گرما حساس است. ورودی بیش از حد گرمای باعث رشد بیش از حد دانه ها در گرما- منطقه آسیب دیده و بارش بیش از حد کاربیدها خواهد شد و باعث کاهش سختی مفصل می شود. GTAW می تواند جریان جوش ، ولتاژ و سرعت جوش را برای کنترل ورودی گرما در یک محدوده معقول تنظیم کند. این مناسب برای جوشکاری نازک-} اجزای استولیت دیواری یا جوشکاری با مهره های جوش کوچک است.
جوش قوس پلاسما (پنجه)
جوش قوس پلاسما یکی دیگر از روشهای مؤثر برای جوشکاری استیل است. قوس پلاسما از چگالی انرژی بالایی برخوردار است که می تواند به سرعت ذوب شود. مانند GTAW ، از گاز بی اثر برای محافظت نیز استفاده می کند. چگالی انرژی بالای قوس پلاسما باعث می شود فرآیند جوشکاری کارآمدتر شود و می تواند در همان شرایط جوشکاری ، نفوذ جوش عمیق تری بدست آورد. این روش برای جوشکاری ضخیم تر از قسمت های استولیت ضخیم تر یا برای کاربردهایی که به راندمان جوشکاری بالاتر نیاز دارند ، مناسب است. با این حال ، جوش قوس پلاسما برای تجهیزات و اپراتورها نیازهای بالاتری دارد و برای جلوگیری از نقص هایی مانند منافذ و ترک های موجود در جوش ، باید پارامترها با دقت بیشتری تنظیم شوند.
اکسی - جوش استیلن
جوشکاری اکسی- جوشکاری استیلن یک بار یک روش متداول برای جوشکاری استولیت بود ، به خصوص برای جوشکاری. از شعله ایجاد شده توسط احتراق اکسیژن و استیلن برای ذوب شدن سیم جوشکاری استیل و مواد پایه استفاده می کند. این روش نیاز به تجهیزات کم دارد و به راحتی قابل استفاده است ، اما برخی از معایب آشکار دارد. ورودی گرمای اکسی- جوشکاری استیلن آسان برای کنترل نیست و منطقه آسیب دیده-} بزرگ است ، که به راحتی می تواند بارش بیش از حد کاربیدها را به صورت ستاره ای ایجاد کند. علاوه بر این ، شعله ممکن است باعث اکسیداسیون فلز جوش در صورت عدم محافظت شود و عملکرد مفصل جوش داده شده را کاهش دهد. در حال حاضر ، Oxy- جوشکاری استیلن به تدریج توسط GTAW و PAW در بسیاری از زمینه ها جایگزین می شود ، اما هنوز هم در برخی از کار جوشکاری در مقیاس - به دلیل سادگی استفاده می شود.
چالش های جوشکاری و راه حل های استوار
ترک
ترک خوردگی یکی از شایع ترین مشکلات در جوشکاری استیل است. دو نوع اصلی ترک وجود دارد: ترک های گرم و ترک های سرد. ترک های گرم معمولاً در استخر جوش در طی فرآیند جامد سازی رخ می دهد ، که مربوط به ترکیب استولیت و فرآیند جوشکاری است. Stellite دارای محدوده دمای جامد سازی گسترده است ، و ذوب {3} کم-}} eutectics ممکن است در استخر جوش تشکیل شود ، که به راحتی می تواند ترک های گرم را تحت عمل استرس جوشکاری ایجاد کند. ترک های سرد معمولاً در گرما -} تحت تأثیر قرار می گیرند یا بعد از خنک کننده جوش می خورند ، که عمدتاً در اثر سختی زیاد و سختی کم گرما ایجاد می شود {7} منطقه آسیب دیده به دلیل بارش کاربید.
برای جلوگیری از ترک خوردگی ، اقدامات زیر را می توان انجام داد. ابتدا قبل از جوشکاری قطعه کار را از قبل گرم کنید. پیش گرم شدن می تواند اختلاف دما بین جوش و مواد پایه را کاهش دهد ، استرس جوش را کاهش داده و سرعت خنک کننده را کاهش دهد ، که برای کاهش بارش کاربیدها مفید است. دمای قبل از گرم شدن معمولاً بسته به نوع استولیت و ضخامت قطعه کار ، درجه200 - 400 درجه است. دوم ، کنترل ورودی گرما. همانطور که قبلاً ذکر شد ، ورودی بیش از حد گرمای خطر ترک خوردگی را افزایش می دهد ، بنابراین لازم است پارامترهای جوشکاری مناسب را انتخاب کنید تا اطمینان حاصل شود که ورودی گرما متوسط ​​است. سوم ، POST 7- عملیات حرارتی جوش. پس از جوشکاری ، قطعه کار را می توان در دمای معینی گرم کرد (معمولاً درجه600 - 700}) و برای یک دوره زمانی نگهداری می شود ، سپس به آرامی خنک می شود. این می تواند استرس جوشکاری را کاهش داده و چقرمگی مفصل جوش داده شده را بهبود بخشد.
تخلخل
تخلخل موجود در جوش یکی دیگر از مشکلات است که ممکن است در جوشکاری استیل رخ دهد. تخلخل عمدتاً به دلیل وجود گاز در استخر جوش ایجاد می شود که نمی تواند در زمان جامد شدن به موقع فرار کند. منابع گاز شامل رطوبت ، لکه های روغن و اکسیدهای موجود در سطح قطعه کار و سیم جوش و همچنین گاز ناخالصی موجود در گاز محافظ است.
برای جلوگیری از تخلخل ، لازم است قبل از جوشکاری ، سطح قطعه کار و سیم جوش را کاملاً تمیز کنید. سطح باید برای از بین بردن اکسیدها ، لکه های روغن و زنگ زدگی صیقلی شود و سپس با استون یا سایر مواد تمیز کننده تمیز شود. گاز محافظ باید از خلوص بالایی برخوردار باشد و سرعت جریان و محدوده حفاظت باید مناسب باشد تا اطمینان حاصل شود که استخر جوش به طور کامل از هوا جدا شده است. علاوه بر این ، سرعت جوش نباید خیلی سریع باشد ، به طوری که گاز موجود در استخر جوش زمان کافی برای فرار دارد.
اقدامات احتیاطی برای جوشکاری استیل
انتخاب مواد جوشکاری
هنگام جوشکاری استولیت ، به طور کلی توصیه می شود از سیم جوشکاری با همان ترکیب یا مشابه مواد پایه استفاده کنید. این می تواند اطمینان حاصل کند که ترکیب و عملکرد جوش نزدیک به مواد پایه است. به عنوان مثال ، هنگام جوشکاری Stellite 6 ، باید از سیم جوشکاری Stellite 6 استفاده شود. اگر از انواع دیگر سیم جوش استفاده شود ، ممکن است منجر به تفاوت در ترکیب جوش شود ، بر مقاومت در برابر سایش ، مقاومت در برابر دما {5} بالا و سایر خصوصیات مفصل تأثیر می گذارد.
کنترل پارامترهای فرآیند جوشکاری
علاوه بر ورودی گرما که قبلاً ذکر شد ، سایر پارامترهای فرآیند جوشکاری نیز نیاز به کنترل دقیق دارند. جریان جوش باید با قطر سیم جوش و ضخامت قطعه کار مطابقت داشته باشد. جریان بیش از حد بزرگ باعث ذوب بیش از حد می شود و جریان خیلی کم منجر به همجوشی ضعیف می شود. سرعت جوش باید پایدار باشد تا از تشکیل یکنواخت جوش اطمینان حاصل شود. فاصله بین الکترود و قطعه کار (طول قوس) نیز باید ثابت نگه داشته شود که برای حفظ پایداری قوس و یکنواختی ورودی گرما مفید است.
ارسال - بازرسی جوشکاری
پس از جوشکاری ، مفصل جوش داده شده باید مورد بازرسی قرار گیرد. بازرسی بصری ابتدا می تواند بررسی کند که آیا نقص آشکار مانند ترک ، منافذ و همجوشی ناقص در سطح جوش وجود دارد یا خیر. برای مؤلفه های مهم ، روشهای آزمایش مخرب غیر - مانند X - بازرسی اشعه یا آزمایش اولتراسونیک برای بررسی نقص داخلی می تواند استفاده شود. علاوه بر این ، در صورت لزوم آزمایشات خاصیت مکانیکی را می توان روی مفصل جوش داده شده انجام داد تا تأیید کند که آیا سختی ، استحکام کششی و سایر خصوصیات آن را برآورده می کند.
در نتیجه ، اگرچه جوشکاری برقی چالش برانگیز است ، اما با انتخاب روشهای مناسب جوشکاری ، کنترل دقیق روند جوشکاری و انجام اقدامات پیشگیرانه لازم می توان با موفقیت حاصل شد. جوشکاری Stellite نقش مهمی در تعمیر و بهبود عملکرد اجزای استولیت دارد که می تواند عمر خدمات قطعات را افزایش داده و هزینه های تولید را کاهش دهد. با توسعه مداوم فناوری جوشکاری ، جوشکاری استیل بیشتر بهبود می یابد و کاربرد آن در جوشکاری گسترده تر خواهد بود.