چگونه فلز پرکننده بر قدرت جوش تأثیر می گذارد؟

فلزی پرکننده فقط یک "پرکننده" در جوشکاری نیست. ترکیب آن ، سازگاری با فلزات پایه و توانایی جلوگیری از نقص به طور مستقیم تأثیر می گذارد که جوش در برابر استرس ، خستگی و شکست مقاومت می کند. درک این جلوه ها برای انتخاب پرکننده مناسب برای اتصالات قوی و طولانی- مهم است.
1. سازگاری با فلزات پایه: پایه و اساس قدرت
اساسی ترین روش فلزی پرکننده بر استحکام جوش از طریق سازگاری آن با فلز پایه است. پرکننده ای که ترکیب آن را با ترکیب فلزی پایه (یا به طور خاص برای پیوند با آن تدوین می شود) پیوند متالورژی ایجاد می کند که استرس را به طور مساوی توزیع می کند. در مقابل ، پرکننده های ناسازگار ، نقاط ضعف ایجاد می کنند.
• تطبیق آلیاژها: هنگامی که فلز پرکن عناصر کلیدی را با فلز پایه به اشتراک می گذارد ، از جوش و فلز پایه به طور مشابه تحت استرس رفتار می کند (به عنوان مثال ، در هنگام گرم شدن یا خنک شدن با همان سرعت گسترش یا انقباض می شود). به عنوان مثال:
◦ جوش 6061 آلومینیوم (یک سیلیکون- آلیاژ منیزیم) با پرکننده ER4043 (آلومینیوم- سیلیکون) جوش ایجاد می کند که با فلز پایه مخلوط می شود و از رابط های شکننده جلوگیری می کند.
◦ جوشکاری فولاد A36 با پرکننده E7018 (مطابق با سطح کربن و منگنز) تضمین می کند که جوش دارای مقاومت کششی قابل مقایسه با فلز پایه (70،000 پوند psi) است.
• آلیاژهای ناسازگار: استفاده از پرکننده ناسازگار با فلز پایه منجر به جوش های ضعیف و شکننده می شود. به عنوان مثال:
◦ جوشکاری 5052 آلومینیوم (منیزیم- مبتنی بر) با ER4043 (سیلیکون {3} مبتنی بر مبتنی بر) ترکیبات بین فلزی ایجاد می کند که تحت استرس ترک می شوند.
◦ جوش استیل ضد زنگ با پرکننده فولاد کربن باعث خوردگی می شود و مفصل را تضعیف می کند ، زیرا پرکننده فاقد کروم برای مقاومت در برابر زنگ زدگی است.
2. عناصر آلیاژ در فلز پرکننده: افزایش خواص مکانیکی
عناصر آلیاژ فلزی پرکننده (به عنوان مثال ، سیلیکون ، منیزیم ، نیکل ، کروم) مستقیماً با اصلاح ریزساختار جوش ، استحکام جوش را تقویت یا کاهش می دهد:
• قدرت - عناصر تقویت کننده:
◦ منیزیم (میلی گرم): در پرکننده های آلومینیوم (به عنوان مثال ، ER5356) ، منیزیم استحکام کششی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد- برای قطعات دریایی یا ساختاری بسیار مهم است.
◦ کربن (C) و منگنز (منگنز): در پرکننده های فولادی (به عنوان مثال ، E7018) ، این عناصر سختی و استحکام کششی را تقویت می کنند و جوش ها را برای بار - ساختارهای بلبری مناسب می کند.
◦ نیکل (NI): در پرکننده های فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال ، 308L) ، نیکل باعث بهبود انعطاف پذیری و استحکام در دماهای بالا ، ایده آل برای کوره های صنعتی می شود.
• عناصری که از نقص جلوگیری می کنند (به طور غیرمستقیم تقویت قدرت):
◦ سیلیکون (SI): در پرکننده های آلومینیوم (ER4043) و پرکننده های فولادی (ER70s- 6) ، سیلیکون باعث افزایش سیالیت استخر جوش می شود ، تخلخل را کاهش می دهد ، و تضمین می کند که تخلخل کامل مانند تخلخل به عنوان متمرکز است که ضعیف است.
deoxidizer ها (به عنوان مثال ، آلومینیوم ، تیتانیوم): در پرکننده های فولادی ، این عناصر اکسیژن را از استخر جوش خارج می کنند و از اجزاء اکسید جلوگیری می کنند (ذرات سخت و شکننده که تحت استرس هستند).
3. نقص فلز و جوش پرکننده: از نقاط ضعف جلوگیری کنید
حتی یک پرکننده همسان چاه- می تواند در صورت کمک به نقص ، قدرت جوش را کاهش دهد. پرکننده اشتباه (یا استفاده نادرست) می تواند باعث شود:
• تخلخل: پرکننده هایی با رطوبت زیاد (به عنوان مثال ، الکترودهای محافظت نشده چوب) یا آنهایی که با گازهای محافظت کننده حباب های گاز تله در جوش ناسازگار هستند. این حباب ها به عنوان "سوراخ" عمل می کنند که منطقه بخش- را کاهش می دهد و باعث می شود که مستعد شکستن زیر بار باشد.
• ترک خوردگی داغ: پرکننده هایی با خاصیت جامد سازی ضعیف (به عنوان مثال ، با استفاده از پرکننده سیلیکون کم - در بالا- آلومینیوم مس) با خنک شدن جوش باعث ترک خوردگی می شوند. این ترک ها تحت استرس پخش می شوند و منجر به نارسایی ناگهانی می شوند.
• همجوشی ناقص: پرکننده هایی با سیالیت کم (به عنوان مثال ، میله های بیش از حد ضخیم برای فلز نازک) نتوانند به شکاف های مفصل جریان پیدا کنند و مناطقی را که به عنوان پیوندهای ضعیف عمل می کنند ، رها می کنند.
4. اندازه و رسوب فلز پرکننده: اطمینان از تقویت کافی
اندازه و میزان پرکننده فلز رسوب شده (اندازه مهره جوش) به طور مستقیم بر استحکام تأثیر می گذارد ، به خصوص برای مواد ضخیم:
• در زیر - جوش های پر شده: پرکننده خیلی کمی کم عمق مفصل را ترک می کند ، با مواد کافی برای توزیع استرس. به عنوان مثال ، جوشکاری یک صفحه فولادی ½ - اینچ با مهره پرکننده نازک جوش ایجاد می کند که تحت فشار قرار می گیرد.
• جوش های به درستی پر شده: یک مهره پرکننده با اندازه کافی (تطبیق ضخامت مفصل) باعث می شود جوش بتواند بار خود را بدون بیش از حد قدرت خود تحمل کند. برای فولاد سازه ، جوش ها اغلب تقویت می شوند تا 10-20 ٪ ضخامت از فلز پایه داشته باشند.
5. post-} خصوصیات جوش: خستگی و چقرمگی
قدرت جوش فقط مربوط به "نقطه شکستن" نیست - همچنین در مورد مقاومت در برابر استرس مکرر (خستگی) و ضربه (چقرمگی) است. فلزی پرکننده نیز در اینجا نقش دارد:
• مقاومت در برابر خستگی: پرکننده هایی با انعطاف پذیری زیاد (به عنوان مثال ، آلومینیوم ER5356 ، 304 فولاد ضد زنگ) استرس مکرر را بدون ترک خوردگی جذب می کنند. این برای قطعاتی مانند اجزای تعلیق خودرو یا لولا ماشین آلات بسیار مهم است.
• چقرمگی (مقاومت در برابر ضربه): پرکننده هایی با محتوای کربن کم (به عنوان مثال ، E7018- 1 برای فولاد ، که "هیدروژن کم" است) در برابر شکستگی شکننده در دمای پایین مقاومت می کنند. این امر برای سازه های فضای باز در آب و هوای سرد ضروری است ، جایی که جوش های شکننده می توانند در اثر ضربه خرد شوند.
پایان
فلز پرکننده از طریق سازگاری با فلزات پایه ، ترکیب آلیاژ ، پیشگیری از نقص و کیفیت رسوب ، بر استحکام جوش تأثیر می گذارد. یک پرکننده انتخاب شده چاه- - مطابق با فلز پایه ، با عناصری که باعث تقویت قدرت می شوند و نقص را کاهش می دهند- جوش هایی را ایجاد می کند که قوی ، بادوام و در برابر استرس ، خستگی و شکست مقاومت می کنند. در مقابل ، یک پرکننده کیفیت ناسازگار یا کم- می تواند نقاط ضعف را معرفی کند ، حتی اگر روند جوشکاری بی عیب و نقص باشد. برای قدرت قابل اعتماد ، انتخاب پرکننده مناسب به اندازه تسلط بر تکنیک جوشکاری بسیار مهم است.