충전제 금속은 용접 강도에 어떤 영향을 미칩니 까?

필러 금속은 용접 -의 "필러"가 아니라 용접의 강도, 내구성 및 신뢰성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 조성, 기본 금속과의 호환성 및 결함을 피하는 능력은 용접이 스트레스, 피로 및 고장에 얼마나 잘 저항하는지 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 효과를 이해하는 것은 강하고 긴 - 지속적인 관절을 위해 올바른 필러를 선택하는 데 중요합니다.
1. 기본 금속과의 호환성 : 강도의 기초
필러 금속이 용접 강도에 영향을 미치는 가장 근본적인 방법은베이스 메탈과의 호환성을 통한 것입니다. 베이스 메탈의 구성 (또는 구체적으로 결합하도록 제조 된)과 "일치"하는 필러는 스트레스를 골고루 분배하는 야금 결합을 만듭니다. 대조적으로 불일치 한 필러는 약점을 만듭니다.
• 일치하는 합금 : 필러 금속이 기본 금속과 핵심 요소를 공유 할 때, 용접 및베이스 메탈이 스트레스 하에서 비슷하게 행동 할 수 있도록합니다 (예 : 가열 또는 냉각시 같은 속도로 확장/수축). 예를 들어:
◦ 용접 6061 알루미늄 (실리콘 - ER4043 필러가있는 실리콘 - 마그네슘 합금) (알루미늄 - 실리콘)은 기본 금속과 혼합되어 용접을 생성하여 취성 인터페이스를 피합니다.
◦ E7018 충전제 (탄소 및 망간 수준 일치)와 함께 A36 강철 용접은 용접이베이스 메탈 (~ 70,000 psi)과 비슷한 인장 강도를 갖도록합니다.
• 불일치 합금 : 기본 금속과 호환되지 않는 필러를 사용하면 약한 부서지기 쉬운 용접이 발생합니다. 예를 들어:
◦ 용접 5052 ER4043 (Silicon - 기반)을 사용한 알루미늄 (마그네슘 - 기반)은 스트레스 하에서 균열하는 금속 간 화합물을 생성합니다.
◦ 탄소강 필러가있는 용접 스테인리스 스틸은 부식을 일으키고 조인트가 약해집니다. 필러는 녹을 저항 할 크롬이 부족합니다.
2. 충전제 금속의 합금 요소 : 기계적 특성 향상
필러 금속의 합금 요소 (예 : 실리콘, 마그네슘, 니켈, 크롬)는 용접의 미세 구조를 수정하여 용접 강도를 직접 강화하거나 감소시킵니다.
• 강도 - 요소 부스팅 :
◦ 마그네슘 (MG) : 알루미늄 필러 (예 : ER5356)에서 마그네슘은 인장 강도 및 부식 저항을 증가시킵니다. - 해양 또는 구조 부품에 중요합니다.
◦ 탄소 (C) 및 망간 (MN) : 강철 충전제 (예 : E7018)에서 이러한 요소는 경도와 인장 강도를 향상시켜 용접이 하중 - 베어링 구조에 적합합니다.
◦ 니켈 (NI) : 스테인레스 스틸 필러 (예 : 308L)에서 니켈은 산업 용광로에 이상적인 고온에서 연성과 강도를 향상시킵니다.
• 결함을 방지하는 요소 (간접적으로 강도 강도) :
◦ 실리콘 (SI) : 알루미늄 필러 (ER4043) 및 스틸 필러 (ER70S - 6)에서, 실리콘은 용접 풀의 유동성을 향상시키고, 다공성 (작은 기포)을 감소시키고 기공과 같은 완전 융합-결함이 용접을 약화시키는 응력 집중기 역할을 보장합니다.
◦ 탈산 질 (예 : 알루미늄, 티타늄) : 강철 충전제에서 이러한 원소는 용접 풀에서 산소를 제거하여 산화물 내포물 (스트레스 하에서 균열되는 단단한 부서지기 쉬운 입자)을 방지합니다.
3. 필러 금속 및 용접 결함 : 약점을 피하기
우물 - 일치하는 필러조차도 결함에 기여하면 용접 강도를 줄일 수 있습니다. 잘못된 필러 (또는 부적절한 사용)는 다음을 유발할 수 있습니다.
• 다공성 : 높은 수분 함량 (예 : 보호되지 않은 스틱 전극)이있는 필러 또는 차폐 가스와 호환되지 않는 필러는 용접에 가스 버블을 트랩합니다. 이 기포는 용접의 십자가 - 단면 영역을 줄이는 "구멍"으로 작용하여 하중 하에서 파손되기 쉽습니다.
• 핫 크래킹 : 응고 특성이 불량한 필러 (예 : 낮은 - 실리콘 필러를 사용하여 - 구리 알루미늄) 용접이 냉각됨에 따라 균열이 발생합니다. 이 균열은 스트레스로 전파되어 갑자기 실패합니다.
• 불완전한 융합 : 유동성이 낮은 충전제 (예 : 얇은 금속을위한 지나치게 두꺼운 막대)는 관절 간격으로 흐르지 않아 약한 링크 역할을하는 끊임없는 영역을 남깁니다.
4. 필러 금속 크기 및 증착 : 충분한 강화 보장
충전제 금속의 크기와 양 (용접 비드 크기)은 특히 두꺼운 재료의 강도에 직접 영향을 미칩니다.
• - 충전 된 용접부 : 너무 적은 필러는 관절을 얕게 남겨두고 응력을 분배하기에 불충분 한 재료가 부족합니다. 예를 들어, 얇은 필러 비드가 장착 된 ½ - 인치 스틸 플레이트를 용접하면 압력이 가해지는 용접이 생성됩니다.
• 적절하게 채워진 용접 : 적절한 크기 (조인트 두께 일치)가있는 필러 비드는 용접이 강도 제한을 초과하지 않고 하중을 가질 수 있도록합니다. 구조 강철의 경우 용접이 종종베이스 메탈보다 10-20% 두께로 강화됩니다.
5. Post - 용접 특성 : 피로와 강인함
용접 강도는 단지 "파손점"에 관한 것이 아닙니다. - 반복 응력 (피로) 및 충격 (강인)에 저항하는 것도 아닙니다. 필러 메탈도 여기서 역할을합니다.
• 피로 저항성 : 연성이 높은 충전제 (예 : ER5356 알루미늄, 304 스테인리스 스틸)는 균열없이 반복 응력을 흡수합니다. 이는 자동차 서스펜션 구성 요소 또는 기계 힌지와 같은 부품에 중요합니다.
• 인성 (충격 저항) : 탄소 함량이 낮은 충전제 (예 : "낮은 수소"인 강철의 경우 E7018 - 1)는 저온에서 부서지기 쉬운 골절에 저항합니다. 이는 차가운 기후의 야외 구조물에 필수적이며 부서지기 쉬운 용접이 충격에 산산조각이납니다.
결론
충전제 금속은 염기 금속, 합금 조성, 결함 예방 및 증착 품질과의 호환성을 통해 용접 강도에 영향을 미칩니다. 우물 - 선택된 필러 -는 기본 금속과 일치하며 강도를 높이고 결함을 줄이는 요소 -은 강하고 내구성이 뛰어나며 스트레스, 피로 및 고장에 강한 용접을 만듭니다. 반대로, 용접 공정이 완벽한 경우에도 불일치 또는 낮은 - 품질 필러는 약점을 유발할 수 있습니다. 신뢰할 수있는 강도의 경우, 오른쪽 필러를 선택하는 것이 용접 기술 자체를 마스터하는 것만 큼 중요합니다.