니켈 기반 합금은 우수한 부식성, 고온 강도 및 피로 저항성으로 인해 항공 우주, 에너지 및 화학 물질, 조선 및 기타 필드에서 널리 사용됩니다. 그러나 용접 공정은 복잡하고 열 균열 및 기공과 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. 재료 특성에 따라 적절한 방법 및 프로세스 매개 변수를 선택해야합니다. 다음은 니켈 합금 용접의 핵심 기술 및 연구 진행 상황입니다.
1. 일반적인 용접 방법
불활성 가스 차폐 용접 : 텅스텐 불활성 가스 용접 (GTAW) 및 금속 불활성 가스 용접 (GMAW)은 니켈 합금 용접, 특히 얇은 벽 파이프 및 작은 부품의 경우 산화 및 불순물을 효과적으로 피할 수있는 선호되는 방법입니다.
레이저 용접 및 전자 빔 용접 : 고 에너지 빔 용접 기술 (예 : 레이저 용접 및 전자 빔 용접)은 밀도가 높은 용접 구조 및 작은 열 영향 구역과 두꺼운 플레이트 니켈 합금의 고정밀 연결을 달성 할 수 있습니다. 그것은 가스 터빈과 두꺼운 선박 판의 핫 엔드 성분의 용접에 성공적으로 적용되었습니다.
확산 용접 및 브레이징 : 중간 층으로 니켈 기반 합금을 사용하여 확산 용접 (예 : 과도 액체상 확산 용접)은 비슷한 재료 (예 : 철 염소-알루미늄 합금)의 연결 문제를 해결할 수 있으며 관절 강도는 부모 재료의 70% 이상에 도달 할 수 있습니다.
2. 용접 재료 선택 및 공정 제어
용접 재료 매칭 : 요소 분리의 위험을 줄이기 위해 고 크롬 니켈 기반 합금 용접 재료 (ARC625, Incoloy 825와 같은)와 같은 모재와 유사한 조성물을 갖는 용접 와이어 또는 용접 막대를 선택해야합니다.
프로세스 매개 변수 최적화 : 플라즈마 아크 스프레이 용접 중에 전달 아크 전류의 증가는 용접 층의 경도와 내마모성을 줄일 것이지만, 텅스텐 카바이드 (WC)의 첨가는 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 구리-니켈 합금 용접은 기공 형성을 방지하기 위해 아르곤 보호를 엄격하게 제어해야합니다.
3. 결함 예방 및 품질 관리
뜨거운 균열 및 기공 : 층간 온도 (감작 영역에 머무르는 피하기), 용접 환경을 건조하게 유지하고 좁은 용접 비드 기술을 사용하여 뜨거운 균열의 위험을 줄일 수 있습니다.
잔류 응력 관리 : 블라인드 홀 방법 및 들여 쓰기 방법은 용접 잔류 응력을 정확하게 테스트 할 수 있습니다. 교정 계수는 데이터 신뢰성을 보장하기 위해 이론적 계산보다는 실제 교정과 결합되어야합니다.
4. 일반적인 신청 사례
원자력장 : 니켈 기반 합금 52m의 균열 전파 경로는주의를 기울여야합니다. 균열은 강도가 낮은 재료로 편향되며, 재료 강도 불일치와 함께 평가 절차를 조정해야합니다.
초경 온도 환경 : incoloy 825 합금의 -196 정도 용접에 플럭스 코팅 가스 차폐 용접 (FCAW-G)이 성공적으로 사용되었으며 관절의 충격 강인성은 표준을 충족하여 액화 천연 가스 장비의 요구를 충족 시켰습니다.
복합 플레이트 용접 : 스트립 전극 전기 슬래그 클래딩 기술은 바이메탈 니켈 기반 825 복합 플레이트의 입자 간 내식성을 향상시키고 기본 재료의 강도를 보장 할 수 있습니다.
5. 미래의 연구 방향
현재의 연구는 지능형 고 에너지 빔 용접, 다른 재료 인터페이스 동작의 분석 및 용접 공정의 수치 시뮬레이션에 중점을 둡니다. 예를 들어, 레이저 클래딩 기술은 고온 합금 부품의 마모를 복구 할 수 있으며, 니켈 기반 합금 및 탄소강 복합 파이프의 용접 조인트는 곡물 간 부식 및 기계적 특성 테스트를 통과하여 가혹한 작업 조건에 대한 새로운 솔루션을 제공합니다.
결론
니켈 합금 용접 기술의 진행 상황은 재료 과학, 프로세스 최적화 및 탐지 기술의 조정 된 개발에 달려 있습니다. 앞으로 지능형 용접 장비의 대중화와 새로운 용접 재료의 개발로 니켈 합금 용접의 효율과 품질이 더욱 향상되어 고급 제조 산업의 업그레이드를 촉진 할 것입니다.
