Saldimi i superlidhjeve
(1) Karakteristikat e saldimit superaliazhet mund të ndahen në tre kategori: bazë nikeli, bazë hekuri dhe bazë kobalti. Ato kanë veti të mira mekanike, rezistencë ndaj oksidimit dhe rezistencë ndaj korrozionit në temperatura të larta. Aliazhet me bazë nikeli përdoren më gjerësisht në prodhimin praktik.
Superaliazh përmban më shumë Cr, dhe gjatë ngrohjes në sipërfaqe formohet një film oksidi Cr2O3, i cili është i vështirë për t'u hequr. Superaliazhet me bazë nikeli përmbajnë Al dhe Ti, të cilët oksidohen lehtë kur nxehen. Prandaj, parandalimi ose zvogëlimi i oksidimit të superaliazheve gjatë ngrohjes dhe heqja e filmit oksid është problemi kryesor gjatë saldimit. Meqenëse boraksi ose acidi borik në fluks mund të shkaktojë korrozion të metalit bazë në temperaturën e saldimit, bori i precipituar pas reaksionit mund të depërtojë në metalin bazë, duke rezultuar në infiltrim ndërgranular. Për lidhjet e derdhura me bazë nikeli me përmbajtje të lartë Al dhe Ti, shkalla e vakumit në gjendje të nxehtë nuk duhet të jetë më pak se 10-2 ~ 10-3pa gjatë saldimit për të shmangur oksidimin në sipërfaqen e lidhjes gjatë ngrohjes.
Për lidhjet me bazë nikeli të përforcuara në tretësirë dhe të përforcuara me reshje, temperatura e saldimit duhet të jetë në përputhje me temperaturën e ngrohjes së trajtimit në tretësirë për të siguruar tretjen e plotë të elementëve të aliazhit. Temperatura e saldimit është shumë e ulët dhe elementët e aliazhit nuk mund të treten plotësisht; nëse temperatura e saldimit është shumë e lartë, kokrrat e metalit bazë do të rriten dhe vetitë e materialit nuk do të rikthehen as pas trajtimit termik. Temperatura e tretësirës së ngurtë e lidhjeve me bazë të derdhur është e lartë, gjë që në përgjithësi nuk do të ndikojë në vetitë e materialit për shkak të temperaturës shumë të lartë të saldimit.
Disa superaliazhe me bazë nikeli, veçanërisht lidhjet e përforcuara me reshje, kanë tendencën të krijojnë çarje nga stresi. Përpara saldimit, stresi i formuar në proces duhet të hiqet plotësisht dhe stresi termik duhet të minimizohet gjatë saldimit.
(2) Lidhja me bazë nikeli e materialit të saldimit mund të saldohet me bazë argjendi, bakër të pastër, bazë nikeli dhe bashkues aktiv. Kur temperatura e punës së bashkimit nuk është e lartë, mund të përdoren materiale me bazë argjendi. Ekzistojnë shumë lloje të bashkuesve me bazë argjendi. Për të zvogëluar stresin e brendshëm gjatë ngrohjes së saldimit, është mirë të zgjidhni bashkuesin me temperaturë të ulët shkrirjeje. Fluksi Fb101 mund të përdoret për saldim me metal mbushës me bazë argjendi. Fluksi Fb102 përdoret për saldimin e superaliazhit të përforcuar me reshje me përmbajtjen më të lartë të aluminit, dhe shtohet 10% ~ 20% silikat natriumi ose fluks alumini (si p.sh. fb201). Kur temperatura e saldimit tejkalon 900 ℃, duhet të zgjidhet fluksi fb105.
Kur bëhet saldimi në vakum ose në atmosferë mbrojtëse, bakri i pastër mund të përdoret si metal mbushës për saldimin. Temperatura e saldimit është 1100 ~ 1150 ℃, dhe nyja nuk do të shkaktojë çarje nga stresi, por temperatura e punës nuk duhet të kalojë 400 ℃.
Metali mbushës i saldimit me bazë nikeli është metali mbushës i saldimit më i përdorur në Superaliazhe për shkak të performancës së tij të mirë në temperatura të larta dhe mungesës së çarjeve ndaj stresit gjatë saldimit. Elementet kryesore të aliazhit në kallajin me bazë nikeli janë Cr, Si, B, dhe një sasi e vogël e kallajit përmban gjithashtu Fe, W, etj. Krahasuar me ni-cr-si-b, metali mbushës i saldimit b-ni68crwb mund të zvogëlojë infiltrimin ndërgranular të B në metalin bazë dhe të rrisë intervalin e temperaturës së shkrirjes. Është një metal mbushës i saldimit për saldimin e pjesëve të punës në temperaturë të lartë dhe teheve të turbinës. Megjithatë, rrjedhshmëria e kallajit që përmban W përkeqësohet dhe boshllëku i nyjeve është i vështirë për t'u kontrolluar.
Metali mbushës i saldimit me difuzion aktiv nuk përmban element Si dhe ka rezistencë të shkëlqyer ndaj oksidimit dhe vullkanizimit. Temperatura e saldimit mund të zgjidhet nga 1150 ℃ në 1218 ℃ sipas llojit të bashkuesit. Pas saldimit, bashkimi i salduar me të njëjtat veti si metali bazë mund të merret pas trajtimit me difuzion në 1066 ℃.
(3) Procesi i saldimit, lidhja me bazë nikeli mund të përdorë saldimin në furrë me atmosferë mbrojtëse, saldimin me vakum dhe lidhjen kalimtare të fazës së lëngshme. Para saldimit, sipërfaqja duhet të pastrohet nga yndyrat dhe oksidi duhet të hiqet me anë të lustrimit me letër zmerile, lustrimit me rrota feltri, fërkimit me aceton dhe pastrimit kimik. Gjatë zgjedhjes së parametrave të procesit të saldimit, duhet të kihet parasysh se temperatura e ngrohjes nuk duhet të jetë shumë e lartë dhe koha e saldimit duhet të jetë e shkurtër për të shmangur reagimin e fortë kimik midis fluksit dhe metalit bazë. Për të parandaluar çarjen e metalit bazë, pjesët e përpunuara në të ftohtë duhet të lirohen nga stresi para saldimit dhe ngrohja e saldimit duhet të jetë sa më uniforme të jetë e mundur. Për superlidhjet e përforcuara me reshje, pjesët duhet t'i nënshtrohen së pari trajtimit me tretësirë të ngurtë, pastaj të saldohen në një temperaturë pak më të lartë se trajtimi i forcimit me plakje dhe së fundmi trajtimit të plakjes.
1) Saldimi në furrë me atmosferë mbrojtëse. Saldimi në furrë me atmosferë mbrojtëse kërkon pastërti të lartë të gazit mbrojtës. Për superaliazhet me w (AL) dhe w (TI) më pak se 0.5%, pika e vesës duhet të jetë më e ulët se -54 ℃ kur përdoret hidrogjen ose argon. Kur përmbajtja e Al dhe Ti rritet, sipërfaqja e aliazhit oksidohet akoma kur nxehet. Duhet të merren masat e mëposhtme: Shtoni një sasi të vogël fluksi (si p.sh. fb105) dhe hiqni filmin oksid me fluks; një shtresë me trashësi 0.025 ~ 0.038 mm vendoset në sipërfaqen e pjesëve; Spërkatni paraprakisht materialin e saldimit në sipërfaqen e materialit që do të saldohet; Shtoni një sasi të vogël fluksi gazi, siç është trifluoruri i borit.
2) Saldimi me vakum Saldimi me vakum përdoret gjerësisht për të arritur një efekt më të mirë mbrojtës dhe cilësi më të mirë saldimi. Shihni tabelën 15 për vetitë mekanike të nyjeve tipike të superlidhjeve me bazë nikeli. Për superlidhjet me w(AL) dhe w(TI) më pak se 4%, është më mirë të elektrolizohet një shtresë prej 0.01 ~ 0.015 mm nikeli në sipërfaqe, megjithëse lagja e kallajit mund të sigurohet pa paratrajtim të veçantë. Kur w(AL) dhe w(TI) tejkalojnë 4%, trashësia e veshjes së nikelit duhet të jetë 0.020.03 mm. Veshje shumë e hollë nuk ka efekt mbrojtës, dhe veshja shumë e trashë do të zvogëlojë forcën e nyjes. Pjesët që do të saldohen gjithashtu mund të vendosen në kutinë për saldim me vakum. Kutia duhet të mbushet me thithës. Për shembull, Zr thith gazin në temperaturë të lartë, i cili mund të formojë një vakum lokal në kuti, duke parandaluar kështu oksidimin e sipërfaqes së aliazhit.
Tabela 15 vetitë mekanike të nyjeve të salduara me vakum të superlidhjeve tipike me bazë nikeli
Mikrostruktura dhe rezistenca e bashkimit të salduar të Superalloy ndryshojnë me boshllëkun e saldimit, dhe trajtimi me difuzion pas saldimit do të rrisë më tej vlerën maksimale të lejueshme të boshllëkut të bashkimit. Duke marrë si shembull lidhjen Inconel, boshllëku maksimal i bashkimit Inconel të salduar me b-ni82crsib mund të arrijë 90um pas trajtimit me difuzion në 1000 ℃ për 1H; Megjithatë, për bashkimet e salduara me b-ni71crsib, boshllëku maksimal është rreth 50um pas trajtimit me difuzion në 1000 ℃ për 1H.
3) Lidhja kalimtare e fazës së lëngshme Lidhja kalimtare e fazës së lëngshme përdor si metal mbushës aliazhin ndërshtresor (rreth 2.5 ~ 100um të trashë), pika e shkrirjes së të cilit është më e ulët se metali bazë. Nën një presion të vogël (0 ~ 0.007mpa) dhe një temperaturë të përshtatshme (1100 ~ 1250 ℃), materiali ndërshtresor fillimisht shkrin dhe lag metalin bazë. Për shkak të përhapjes së shpejtë të elementëve, në nyje ndodh ngurtësim izotermik për të formuar nyjen. Kjo metodë zvogëlon shumë kërkesat e përputhjes së sipërfaqes së metalit bazë dhe zvogëlon presionin e saldimit. Parametrat kryesorë të lidhjes kalimtare të fazës së lëngshme janë presioni, temperatura, koha e mbajtjes dhe përbërja e shtresës ndërtuese. Aplikoni më pak presion për të mbajtur sipërfaqen e bashkimit të saldimit në kontakt të mirë. Temperatura dhe koha e ngrohjes kanë një ndikim të madh në performancën e nyjes. Nëse kërkohet që lidhja të jetë po aq e fortë sa metali bazë dhe nuk ndikon në performancën e metalit bazë, duhet të përdoren parametrat e procesit të lidhjes si temperatura e lartë (si p.sh. ≥ 1150 ℃) dhe koha e gjatë (si p.sh. 8 ~ 24 orë); Nëse cilësia e lidhjes së lidhjes është e zvogëluar ose metali bazë nuk mund t'i rezistojë temperaturës së lartë, duhet të përdoret një temperaturë më e ulët (1100 ~ 1150 ℃) dhe një kohë më e shkurtër (1 ~ 8 orë). Shtresa e ndërmjetme duhet të marrë përbërjen e metalit bazë të lidhur si përbërje bazë dhe të shtojë elementë të ndryshëm ftohës, si B, Si, Mn, Nb, etj. Për shembull, përbërja e lidhjes Udimet është ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, dhe përbërja e shtresës së ndërmjetme për lidhjen kalimtare të fazës së lëngshme është b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Të gjithë këta elementë mund ta ulin temperaturën e shkrirjes së Ni-Cr ose lidhjeve Ni-Cr-Co në nivelin më të ulët, por efekti i B është më i dukshëm. Përveç kësaj, shkalla e lartë e difuzionit të B mund ta homogjenizojë me shpejtësi lidhjen ndërmjet shtresave dhe metalin bazë.
Koha e postimit: 13 qershor 2022