용접 니켈의 문제는 무엇입니까?

니켈과 그 합금은 우수한 내식성, 높은 - 온도 강도 및 우수한 연성으로 인해 항공 우주, 화학 처리 및 발전과 같은 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 용접 니켈은 간단한 작업과는 거리가 멀다. 니켈의 고유 한 물리적 및 화학적 특성과 밀접한 관련이있는 용접 공정에서 일련의 문제가 종종 발생합니다. 이러한 문제를 이해하는 것은 니켈 용접의 품질과 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.
뜨거운 균열에 대한 높은 감수성
니켈 용접에서 가장 두드러진 문제 중 하나는 뜨거운 균열의 위험이 높다는 것입니다. 용접 금속의 고정화의 최종 단계에서 응고 균열로도 알려진 뜨거운 균열이 발생합니다. 니켈은 비교적 넓은 응고 온도 범위를 갖는다. 이 기간 동안, 용접 금속의 낮은 - 용융 - 포인트 공학은 금속이 줄어들면서 입자 경계로 압박됩니다. 이 시점에서 용접이 인장 응력에 노출되면 균열은 입자 경계를 따라 쉽게 형성됩니다.
니켈 합금, 특히 황, 인, 납 및 주석과 같은 요소를 함유하는 합금은 뜨거운 균열이 발생하기 쉽습니다. 이들 요소는 입자 경계에서 분리되는 경향이 있으며, - 멜팅 - 포인트 상을 형성하여 응고 동안 입자 경계의 강도를 더욱 감소시킨다. 또한 과도한 열 입력과 같은 부적절한 용접 매개 변수도 뜨거운 균열의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 너무 많은 열은 용접 금속의 응고 온도 범위를 확장하고 불순물 요소의 분리를 악화시킵니다.
가스 다공성에 대한 민감도
가스 다공성은 니켈 용접에서 또 다른 일반적인 문제입니다. 다공성은 용접 금속에 작은 가스 - 충전재의 존재를 의미하며, 이는 용접의 강도, 밀도 및 부식 저항을 감소시킬 수 있습니다. 니켈은 고온에서 수소, 산소 및 질소와 같은 가스를 흡수하는 능력이 강합니다. 용접 금속이 냉각되고 빠르게 응고되면, 이들 가스는 제 시간에 빠져 나가고 용접에 갇혀 다공성을 형성한다.
수소 다공성은 특히 번거 롭습니다. 수소는 용접 대기의 습기,베이스 메탈 또는 필러 금속의 표면의 오일 및 그리스 및 습한 플럭스와 같은 다양한 공급원에서 나올 수 있습니다. 산소는 니켈과 반응하여 산화 니켈을 형성 할 수 있으며, 이들 산화물이 제대로 제거되지 않으면 다공성의 형성을 유발할 수있다. 질소는 다른 금속보다 니켈에 덜 용해되지만 용접 가스의 차폐 효과가 열악 할 때 여전히 다공성을 유발할 수 있습니다.
용접 금속 조성을 제어하는 ​​데 어려움이 있습니다
용접 금속의 원하는 조성을 유지하는 것은 니켈 용접의 주요 과제입니다. 니켈 합금은 종종 특정 특성을 달성하기 위해 특정 화학 조성물을 갖도록 설계됩니다. 예를 들어, 일부 니켈 합금은 크롬을 함유하여 부식 저항성을 향상시키는 반면, 다른 니벨 합금은 - 온도 강도를 향상시키기 위해 몰리브덴을 포함합니다. 용접 동안, 염기 금속 및 충전제 금속의 합금 요소가 손실되거나 오염되어 용접 금속 조성물의 변화를 초래할 수 있습니다.
산화는 합금 요소의 손실을 초래하는 중요한 요소입니다. 니켈과 합금 요소 (예 : 크롬 및 알루미늄)는 높은 용접 온도에서 쉽게 산화됩니다. 일단 산화되면, 이들 원소는 원하는 합금 구조의 형성에 참여할 수없는 산화물을 형성하여 용접의 성능을 감소시킨다. 또한, 충전제 금속이 염기 금속과 호환되지 않거나 용접 공정이 제대로 제어되지 않으면 합금 요소가 희석되어 용접 금속 조성물이 설계 요구 사항에서 벗어날 수 있습니다.
Post - 용접 핸들링
Post - 용접 whblittlement는 일부 니켈 합금에서 발생할 수 있으며, 이는 용접 및 열의 인성을 크게 줄이고 - 영향을받는 영역 (HAZ). 이 문제는 종종 용접 후 냉각시 금속 간 위상의 강수 또는 요소 분리와 관련이 있습니다. 예를 들어, 니켈 - 알루미늄 합금은 특정 속도로 냉각 될 때 부서지기 쉬운 니켈 알루미나드 상을 침전시켜 재료를 취성 할 수 있습니다.
또한 일부 니켈 합금은 열 노화에 민감합니다. 용접 후, 용접이 오랫동안 특정 온도 범위에 노출되면, 곡물의 성장 또는 유해한 상의 형성과 같은 미세 구조 변화가 발생할 수 있으며, 이로 인해 손상이 발생할 수 있습니다. 이는 - 온도 서비스 환경에서 심각한 문제입니다. 내복 된 용접이 갑자기 하중 하에서 실패 할 수 있으므로.
두꺼운 섹션 용접의 도전
두꺼운 니켈 섹션을 용접하면 자체 문제가 발생합니다. 니켈의 높은 열전도율로 인해 높은 열 입력을 사용하지 않고 두꺼운 부분에서 충분한 침투를 달성하기가 어렵습니다. 그러나 앞에서 언급했듯이, 높은 열 입력은 뜨거운 균열과 곡물 성장의 위험을 증가시킬 수 있습니다. HAZ의 곡물 성장은 물질의 인성을 감소시켜 균열에 더 취약합니다.
또한, 두꺼운 니켈 섹션의 용접에는 종종 다중 - 패스 용접이 필요합니다. 각 용접 패스는 이전 용접과 HAZ를 재가열하여 반복 열 사이클링을 유발할 수 있습니다. 이 반복 가열은 유해상의 강수와 같은 미세 구조 변화를 초래할 수 있으며 또한 용접의 잔류 응력을 증가시킬 수 있습니다. 잔류 응력은 뜨거운 균열 문제를 더욱 악화시키고 용접의 피로 수명을 줄일 수 있습니다.
결론
용접 니켈은 뜨거운 균열, 가스 다공도, 용접 금속 조성 제어의 어려움, 포스트 - 용접 포화 및 두꺼운 섹션에 대한 도전과 같은 문제로 인해 복잡한 작업입니다. 이러한 문제는 니켈과 합금의 고유 한 특성뿐만 아니라 용접 공정 및 매개 변수의 영향에 뿌리를두고 있습니다. 이러한 문제를 해결하려면 적절한 용접 방법 (가스 텅스텐 아크 용접 또는 차폐 된 금속 아크 용접)을 선택하고 높은 - 품질 필러 금속 및 차폐 가스를 사용하고 기본 금속 및 용접 환경의 정화를 엄격하게 제어하고 용접 파라미터를 최적화해야합니다. 목표 조치를 취함으로써 만 니켈 용접의 품질을 보장 ​​할 수 있으며, 니켈과 합금의 탁월한 성능은 실제 응용 분야에 완전히 활용 될 수 있습니다.