مشکل اصلی جوشکاری
در حین جوشکاری اجزای اصلی در جوش آهن و نیکل هستند که بی نهایت در یکدیگر حل می شوند و ترکیبات بین فلزی ایجاد نمی کنند. به طور کلی، میزان نیکل در جوش نسبتاً زیاد است، بنابراین هیچ لایه انتشاری در ناحیه همجوشی اتصال جوش داده شده تشکیل نخواهد شد. مشکل اصلی جوش، تمایل به ایجاد منافذ و ترک های داغ در جوش است.
1. روزنه
هنگامی که فولاد با نیکل و آلیاژهای آن جوش داده می شود، عوامل اصلی مؤثر بر تشکیل منافذ در جوش، محتوای اکسیژن، نیکل و سایر عناصر آلیاژی است.
①تاثیر اکسیژن. در طول جوشکاری، ممکن است اکسیژن بیشتری در فلز مایع حل شود و اکسیژن با نیکل در دمای بالا اکسید می شود و NiO را تشکیل می دهد. NiO می تواند با هیدروژن و کربن موجود در فلز مایع واکنش داده و بخار آب و مونوکسید کربن تولید کند. هنگامی که حوضچه مذاب جامد می شود، مانند زمانی برای فرار وجود ندارد، و باقی مانده در جوش منافذ تشکیل می دهد. در جوش آهن نیکل نیکل خالص و کیو{1}}جوشکاری زیرپودری، هرچه میزان اکسیژن در جوش بیشتر باشد، تعداد منافذ در جوش بیشتر می‌شود، به شرطی که نیتروژن و هیدروژن در جوش نباشد. بسیار تغییر کند
② تاثیر نیکل. در جوش های آهن نیکل، حلالیت اکسیژن در آهن و نیکل متفاوت است. حلالیت اکسیژن در نیکل مایع بیشتر از آهن مایع است، در حالی که حلالیت اکسیژن در نیکل جامد کمتر از آهن جامد است. بنابراین، اکسیژن تغییر ناگهانی در حلالیت نیکل آشکارتر از تغییر ناگهانی در تبلور آهن است. بنابراین، زمانی که مقدار نیکل در جوش 15٪ تا 30٪ باشد، تمایل تخلخل کم است، و زمانی که مقدار Ni زیاد باشد، تمایل تخلخل به 60٪ تا 90٪ افزایش می‌یابد و مقدار فولاد محلول خواهد شد. به ناچار کاهش می یابد، بنابراین تمایل به ایجاد تخلخل تغییر می کند. بزرگ
③ تأثیر سایر عناصر آلیاژی. هنگامی که جوش آهن نیکل حاوی منگنز، کروم، مولیبدن، آلومینیوم، تیتانیوم و سایر عناصر آلیاژی باشد یا مطابق با آلیاژ باشد، مقاومت در برابر تخلخل جوش را می توان بهبود بخشید. این به این دلیل است که منگنز، تیتانیوم و آلومینیوم دارای اثرات اکسید زدایی هستند، در حالی که کروم و مولیبدن حلالیت را در فلز جامد جوش افزایش می دهند. بنابراین، مقاومت در برابر تخلخل جوش های فولاد ضد زنگ نیکل و 1Cr18Ni9Ti بیشتر از جوش های نیکل و فولاد Q{4}} است. آلومینیوم و تیتانیوم همچنین نیتروژن را در یک ترکیب پایدار تثبیت می کنند و همچنین مقاومت جوش را در برابر تخلخل بهبود می بخشند.
2. ترک داغ
در جوش فولاد و نیکل و آلیاژهای آن، دلیل اصلی ایجاد ترک‌های داغ این است که به دلیل جوش بالای نیکل با ساختار دندریتی، برخی بلورهای یوتکتیک کم ذوب روی لبه‌های دانه‌های درشت متمرکز شده و در نتیجه دانه‌ها ضعیف می‌شوند. اتصال بین آنها مقاومت در برابر ترک خوردگی فلز جوش را کاهش می دهد. علاوه بر این، محتوای نیکل بیش از حد فلز جوش تأثیر قابل توجهی بر ترک خوردگی داغ فلز جوش دارد. در جوش آهن نیکل، ناخالصی هایی مانند اکسیژن، گوگرد و فسفر نیز تأثیر زیادی بر تمایل به ترک داغ جوش دارند.
هنگامی که از شار بدون اکسیژن استفاده می شود، به دلیل کاهش کیفیت ناخالصی های مضر مانند اکسیژن، گوگرد و فسفر در جوش، به ویژه کاهش محتوای اکسیژن، مقدار ترک بسیار کاهش می یابد. از آنجا که هنگامی که حوضچه مذاب متبلور می شود، اکسیژن و نیکل می توانند یوتکتیک Ni+NiO را تشکیل دهند، دمای یوتکتیک 1438 درجه است و اکسیژن نیز می تواند اثر مضر گوگرد را تقویت کند. بنابراین، زمانی که میزان اکسیژن در جوش زیاد باشد، تمایل به ترک داغ زیاد است.
عناصر آلیاژی مانند منگنز، کروم، مو، Ti، Nb می توانند مقاومت در برابر ترک خوردگی فلز جوش را بهبود بخشند. Mn، Cr، Mo، Ti و Nb همگی اصلاح‌کننده‌هایی هستند که می‌توانند ساختار جوش را اصلاح کنند و جهت کریستالوگرافی آن را مختل کنند. Al و Ti همچنین اکسید کننده های قوی هستند که می توانند محتوای اکسیژن در جوش را کاهش دهند. منگنز می تواند ترکیب نسوز MnS را با S تشکیل دهد و در نتیجه اثرات مضر گوگرد را کاهش دهد.
خواص مکانیکی اتصالات جوش داده شده
خواص مکانیکی اتصالات جوشی آهن نیکل به مواد فلزی پرکننده و پارامترهای جوش مربوط می شود. هنگام جوشکاری نیکل خالص و فولاد کم کربن، زمانی که معادل نیکل در جوش کمتر از 30 درصد باشد، در شرایط سرد شدن سریع جوش، یک ساختار مارتنزیتی در جوش ظاهر می‌شود که منجر به کاهش شدید شکل‌پذیری می‌شود. سختی مفصل بنابراین، برای به دست آوردن انعطاف پذیری و چقرمگی بهتر اتصال، معادل نیکل در جوش آهن نیکل باید بیشتر از 30٪ باشد.
