Material metalikoen soldagarritasuna metalezko materialen gaitasunari egiten zaio erreferentzia soldadura-prozesu jakin batzuk erabiliz soldadura-juntura bikainak lortzeko, besteak beste, soldadura-metodoak, soldadura-materialak, soldadura-zehaztapenak eta soldadura-egitura-formak.Metal batek soldadura-juntura bikainak lor ditzakete soldadura-prozesu arruntagoak eta sinpleagoak erabiliz, soldadura-errendimendu ona duela jotzen da.Material metalikoen soldagarritasuna, oro har, bi alderditan banatzen da: prozesuen soldagarritasuna eta aplikazioen soldagarritasuna.
Prozesuaren soldagarritasuna: soldadura-prozesuko zenbait baldintzatan akatsik gabeko juntura soldadu bikainak lortzeko gaitasunari egiten dio erreferentzia.Ez da metalaren berezko propietate bat, baina soldadura-metodo jakin batean eta erabilitako prozesu-neurri zehatzetan oinarrituta ebaluatzen da.Hori dela eta, material metalikoen prozesuko soldagarritasuna soldadura prozesuarekin oso lotuta dago.
Zerbitzuaren soldagarritasuna: soldatutako juntadurak edo egitura osoak produktuaren baldintza teknikoek zehaztutako zerbitzu-errendimendua betetzen duten mailari egiten dio erreferentzia.Errendimendua soldatutako egituraren lan baldintzen eta diseinuan ezarritako baldintza teknikoen araberakoa da.Normalean propietate mekanikoak, tenperatura baxuko gogortasun erresistentzia, hausturaren erresistentzia, tenperatura altuko fluentzia, nekearen propietateak, iraunkortasuna, korrosioarekiko erresistentzia eta higadura erresistentzia, etab. Esate baterako, erabili ohi diren S30403 eta S31603 altzairu herdoilgaitzek korrosioarekiko erresistentzia bikaina dute eta 16MnDR. eta 09MnNiDR tenperatura baxuko altzairuek ere tenperatura baxuko gogortasun-erresistentzia ona dute.
Material metalikoen soldadura-errendimenduan eragiten duten faktoreak
1.Faktore materialak
Materialen artean oinarrizko metala eta soldadura materialak daude.Soldadura baldintza berdinetan, oinarrizko metalaren soldagarritasuna zehazten duten faktore nagusiak bere propietate fisikoak eta konposizio kimikoa dira.
Propietate fisikoei dagokienez: urtze-puntua, eroankortasun termikoa, hedapen-koefiziente lineala, dentsitatea, bero-ahalmena eta metalaren beste faktore batzuek eragina dute prozesuetan, hala nola ziklo termikoa, urtzea, kristalizazioa, fase-aldaketa, etab. , soldagarritasunari eraginez.Altzairu herdoilgaitza bezalako eroankortasun termiko baxua duten materialek tenperatura-gradiente handiak dituzte, hondar-tentsio handia eta soldadura garaian deformazio handia dute.Gainera, tenperatura altuan egonaldi denbora luzea dela eta, beroaren eraginpeko zonako aleak hazten dira, eta horrek junturaren errendimenduari kalte egiten dio.Altzairu herdoilgaitz austenitikoak hedapen-koefiziente lineal handia eta juntagailuen deformazio eta tentsio larria ditu.
Konposizio kimikoari dagokionez, eragin handiena duen elementua karbonoa da, hau da, metalaren karbono edukiak baldintzatzen du bere soldagarritasuna.Altzairuaren beste aleazio-elementu gehienak ez dira soldadurarako lagungarriak, baina haien eragina karbonoarena baino askoz txikiagoa da, oro har.Altzairuaren karbono-edukia handitzen den heinean, gogortze-joera handitu egiten da, plastikotasuna gutxitzen da eta soldadura pitzadurak gerta daitezke.Normalean, materialen soldagarritasuna ebaluatzeko adierazle nagusi gisa material metalikoen pitzaduraren aurrean soldatzean eta soldadura-eremuaren propietate mekanikoen aldaketak erabiltzen dira.Beraz, zenbat eta karbono-eduki handiagoa izan, orduan eta okerragoa da soldagarritasuna.Karbono gutxiko altzairuak eta aleazio baxuko altzairuak %0,25etik beherako karbono edukia duten plastikotasun eta inpaktu gogortasun bikainak dituzte, eta soldadura ondoren soldatutako junturaren plastikotasuna eta inpaktuaren gogortasuna ere oso onak dira.Soldadura garaian aurrez berotzea eta soldadura osteko tratamendu termikoa ez da beharrezkoa, eta soldadura prozesua kontrolatzeko erraza da, beraz, soldagarritasun ona du.
Gainera, altzairuaren galdaketa- eta ijezketa-egoerak, tratamendu termiko-egoerak, antolamendu-egoerak, etab.-ek soldagarritasunari eragiten die maila ezberdinetan.Altzairuaren soldagarritasuna hobetu daiteke aleak finduz edo finduz eta ijezketa-prozesu kontrolatuak.
Soldadura-materialek zuzenean parte hartzen dute soldadura-prozesuan zehar erreakzio kimiko metalurgiko batzuetan, soldadura-metalaren konposizioa, egitura, propietateak eta akatsen eraketa zehazten dutenak.Soldadura-materialak gaizki hautatzen badira eta oinarrizko metalarekin bat ez badatoz, erabilera-baldintzak betetzen dituen juntura bat ez da lortuko, pitzadurak eta egitura-propietateen aldaketak bezalako akatsak ere sartuko dira.Hori dela eta, soldadura-materialen aukeraketa zuzena faktore garrantzitsua da kalitate handiko soldadura-junturak bermatzeko.
2. Prozesu-faktoreak
Prozesuaren faktoreak honako hauek dira: soldadura-metodoak, soldadura-prozesuaren parametroak, soldadura-sekuentzia, aurreberotzea, berotu osteko eta soldadura osteko tratamendu termikoa, etab. Soldadura-metodoak eragin handia du soldagarritasunean, batez ere bi alderditan: bero-iturriaren ezaugarriak eta babes-baldintzak.
Soldadura-metodo ezberdinek bero-iturri oso desberdinak dituzte potentziari, energia-dentsitateari, berotze-tenperatura maximoari dagokionez, etab. Bero-iturri desberdinen azpian soldatutako metalek soldadura-propietate desberdinak erakutsiko dituzte.Esate baterako, electroslag soldadura potentzia oso handia da, baina energia dentsitatea oso baxua da, eta berotzeko tenperatura maximoa ez da altua.Berokuntza motela da soldatzean, eta tenperatura altuko egonaldi-denbora luzea da, beroaren eraginpeko eremuan ale lodiak eta inpaktuaren gogortasunaren murrizketa nabarmena da, normalizatu behar dena.Hobetu.Aitzitik, elektroi-sorta bidezko soldadura, laser bidezko soldadura eta beste metodo batzuek potentzia baxua dute, baina energia-dentsitate handia eta beroketa azkarra dute.Tenperatura altuko egonaldi-denbora laburra da, beroa eragindako zona oso estua da eta ez dago alea hazteko arriskurik.
Soldadura-prozesuaren parametroak doitzea eta beste prozesu-neurri batzuk hartzea, hala nola, aurreberotzea, berotzea ostekoa, geruza anitzeko soldadura eta geruzen arteko tenperatura kontrolatzea soldadura-ziklo termikoa doitzea eta kontrolatzea, metalaren soldagarritasuna aldatuz.Soldadura aurretik berotzea edo soldadura ondoren tratamendu termikoa bezalako neurriak hartzen badira, guztiz posible da errendimendu-baldintzak betetzen dituzten pitzadura-akatsik gabeko juntura soldatuak lortzea.
3. Egitura-faktoreak
Batez ere, soldatutako egituraren eta soldatutako junturaren diseinu-formari egiten dio erreferentzia, hala nola, egitura-forma, tamaina, lodiera, juntagailuen forma, soldadura-diseinua eta bere sekzio-forma soldagarritasunean duen eragina.Bere eragina beroaren transferentzian eta indar-egoeran islatzen da batez ere.Plaken lodiera ezberdinek, juntura forma ezberdinek edo zirrikitu-forma desberdinek bero-transferentzia-abiadura norabide eta tasa desberdinak dituzte, eta horrek kristalizazio-norabidean eta urtutako igerilekuaren ale-hazkundean eragingo du.Egiturazko etengailuak, plaken lodiera eta soldadura antolamenduak junturaren zurruntasuna eta murriztapena zehazten ditu, eta horrek junturaren tentsio-egoeran eragiten du.Kristalen morfologia eskasa, tentsio larria eta soldadura gehiegizko tentsioa dira soldadura pitzadurak sortzeko oinarrizko baldintzak.Diseinuan, juntagailuen zurruntasuna murriztea, soldadura gurutzatuak murriztea eta tentsio-kontzentrazioa eragiten duten hainbat faktore murriztea neurri garrantzitsuak dira soldagarritasuna hobetzeko.
4. Erabilera-baldintzak
Soldatutako egituraren zerbitzu-aldian funtzionamendu-tenperaturari, karga-baldintzei eta lan-erdiari dagokio.Lan-ingurune eta funtzionamendu-baldintza hauek egitura soldatuek dagokien errendimendua izatea eskatzen dute.Adibidez, tenperatura baxuetan lan egiten duten soldatutako egiturek haustura-erresistentzia izan behar dute;Tenperatura altuetan lan egiten duten egiturek erresistentzia izan behar dute;Karga txandakatuan lan egiten duten egiturek neke-erresistentzia ona izan behar dute;azido, alkali edo gatz medioetan lan egiten duten egiturak Soldatutako edukiontziek korrosioarekiko erresistentzia handia izan behar dute eta abar.Laburbilduz, erabilera-baldintzak zenbat eta gogorragoak izan, orduan eta kalitate eskakizun handiagoak izango dira soldadura-junturak, eta zailagoa da materialaren soldagarritasuna ziurtatzea.
Material metalikoen soldagarritasunaren identifikazioa eta ebaluazio-indizea
Soldadura-prozesuan, produktuak soldadura-prozesu termikoak, erreakzio metalurgikoak eta soldadura-tentsioa eta deformazioa jasaten ditu, eta ondorioz konposizio kimikoan, egitura metalografikoan, tamainan eta forman aldaketak sortzen dira, soldatuaren errendimendua sarritan desberdina da. oinarrizko materiala, batzuetan ere Ezin ditu erabilera baldintzak bete.Metal erreaktibo edo erregogor askorentzat, soldadura-metodo bereziak erabili behar dira, hala nola elektroi-sorta edo laser bidezko soldadura, kalitate handiko junturak lortzeko.Zenbat eta ekipamendu-baldintza gutxiago eta material batetik soldadura ona egiteko zailtasun txikiagoa izan, orduan eta materialaren soldagarritasun hobea izango da;aitzitik, soldadura-metodo konplexu eta garestiak, soldadura-material bereziak eta prozesu-neurriak behar badira, materiala soldagarritasuna eskasa dela esan nahi du.
Produktuak fabrikatzean, erabilitako materialen soldagarritasuna ebaluatu behar da lehenik eta behin hautatutako egitura-materialak, soldadura-materialak eta soldadura-metodoak egokiak diren zehazteko.Materialen soldagarritasuna ebaluatzeko metodo asko daude.Metodo bakoitzak soldagarritasunaren alderdi jakin bat bakarrik azal dezake.Beraz, probak behar dira soldagarritasuna guztiz zehazteko.Proba-metodoak simulazio-mota eta esperimentazio-mota bereiz daitezke.Lehenengoak soldaduraren berotze- eta hozte-ezaugarriak simulatzen ditu;azken hauek benetako soldadura-baldintzen arabera egiten dituzte probak.Probaren edukia, batez ere, oinarrizko metalaren eta soldadura metalaren konposizio kimikoa, egitura metalografikoa, propietate mekanikoak eta soldadura-akatsen presentzia edo eza detektatzeko eta tenperatura baxuko errendimendua, tenperatura altuko errendimendua, korrosioarekiko erresistentzia eta Soldatutako juntatuaren pitzadura-erresistentzia.
Normalean erabiltzen diren metalezko materialen soldadura-ezaugarriak
1. Karbono-altzairuaren soldadura
(1) Karbono gutxiko altzairuaren soldadura
Karbono gutxiko altzairuak karbono-eduki txikia, manganeso- eta silizio-eduki txikia du.Egoera normalean, ez du egituraren gogortze edo indartze egitura larririk eragingo soldatzearen ondorioz.Altzairu mota honek plastikotasun eta inpaktuaren gogortasun bikainak ditu, eta bere juntura soldatuen plastikotasuna eta gogortasuna ere oso onak dira.Soldadura garaian ez da beharrezkoa aurreberotzea eta berotzea ondokoa, eta ez dira beharrezkoak prozesu-neurri berezirik behar soldadura-junturak kalitate onarekin lortzeko.Horregatik, karbono gutxiko altzairuak soldadura-errendimendu bikaina du eta altzairu guztien artean soldadura-errendimendu onena duen altzairua da..
(2) Karbono ertaineko altzairuaren soldadura
Karbono ertaineko altzairuak karbono eduki handiagoa du eta bere soldagarritasuna karbono baxuko altzairua baino okerragoa da.CE beheko mugatik hurbil dagoenean (%0,25), soldagarritasuna ona da.Karbono-edukia handitzen den heinean, gogortze-joera handitzen da, eta plastikotasun baxuko martensita-egitura bat erraz sortzen da beroak eragindako eremuan.Soldadura nahiko zurruna denean edo soldadura-materialak eta prozesu-parametroak gaizki hautatzen direnean, pitzadura hotzak gerta daitezke.Geruza anitzeko soldaduraren lehen geruza soldatzean, soldaduran fusionatutako oinarrizko metalaren proportzio handia dela eta, karbono edukia, sufrea eta fosforo edukia handitzen da, pitzadura beroak sortzea erraztuz.Gainera, estoma-sentsibilitatea ere handitzen da karbono-edukia handia denean.
(3) Karbono handiko altzairuaren soldadura
Karbono handiko altzairuak % 0,6 baino handiagoa duen CE gogorgarritasun handia du eta karbono handiko martensita gogor eta hauskorra ekoizteko joera du.Soldadura eta beroak eragindako guneetan pitzadurak gerta daitezke, eta soldadura zaila da.Hori dela eta, altzairu mota hau, oro har, ez da soldatutako egiturak egiteko erabiltzen, gogortasun edo higadura erresistentzia handiko osagaiak edo piezak egiteko baizik.Haien soldadura gehienak kaltetutako piezak konpontzeko dira.Pieza eta osagai hauek soldadura konponketa baino lehen errezibitu behar dira soldadura pitzadurak murrizteko, eta, ondoren, berriro berotu egin behar dira soldadura ondoren.
2. Aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairuaren soldadura
Aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairuaren karbono-edukia, oro har, ez da % 0,20 gainditzen, eta aleazio-elementu osoak, oro har, ez du % 5 gainditzen.Hain zuzen ere, aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairuak aleazio-elementu kopuru jakin bat duelako bere soldadura-errendimendua karbono-altzairuarenarekiko zertxobait desberdina da.Bere soldatzeko ezaugarriak hauek dira:
(1) Soldadurazko pitzadurak juntura soldatuetan
Hotzean pitzatutako aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairuak C, Mn, V, Nb eta altzairua indartzen duten beste elementu batzuk ditu, beraz, soldaduran zehar gogortzea erraza da.Egitura gogortu hauek oso sentikorrak dira.Beraz, zurruntasuna handia denean edo murrizketa-tentsioa handia denean, soldadura-prozesu desegokiak pitzadura hotzak erraz sor ditzake.Gainera, pitzadura mota honek nolabaiteko atzerapena du eta oso kaltegarria da.
Berotzeko (SR) pitzadurak Berotzeko pitzadurak fusio-lerrotik gertu dagoen ale lodiko eremuan gertatzen diren pitzadurak dira.Orokorrean uste da soldadura-tenperatura altuagatik gertatzen dela, V, Nb, Cr, Mo eta HAZtik gertu dauden beste karburoak austenitan solido disolbatuta egotea eragiten duela.Soldaduraren ondoren hoztean ez dute prezipitatzeko astirik, baina PWHTan barreiatu eta hauspeatzen dute, horrela kristalaren egitura sendotuz.Barruan, tentsioaren erlaxazioan zeharreko deformazioa ale-mugetan kontzentratzen da.
Aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairu soldatutako junturak, oro har, ez dira pitzadurak berriro berotzeko joera, hala nola 16MnR, 15MnVR, etab. Hala ere, aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairuetarako, hala nola, Mn-Mo-Nb eta Mn-Mo-V serieetarako, adibidez 07MnCrMoVR, Nb, V eta Mo pitzadurak berotzeko sentsibilitate handia duten elementuak direnez, altzairu mota hau soldadura osteko tratamendu termikoan tratatu behar da.Kontuz ibili behar da pitzadurak berotzeko tenperatura-eremu sentikorra saihesteko, pitzadurak ez gertatzeko.
(2) Soldatutako juntagailuen haustura eta leuntzea
Tentsio-zahartzearen hauskortasuna Soldadura-junturak hainbat hotz-prozesu jasan behar dituzte soldadura baino lehen (zizaildura zuria, upel ijezketa, etab.).Altzairuak deformazio plastikoa sortuko du.Eremua 200 eta 450 °C artean gehiago berotzen bada, tentsio-zahartzea gertatuko da..Tentsioaren zahartzearen hausturak altzairuaren plastikotasuna murriztuko du eta trantsizio-tenperatura hauskorra handituko du, ekipoaren haustura hauskorra eraginez.Soldadura osteko bero-tratamenduak soldatutako egituraren tentsio-zahartze hori desagerrarazi dezake eta gogortasuna berreskuratu dezake.
Soldaduren eta beroaren eraginpeko guneen hauskortasuna Soldadura berotze eta hozte prozesu irregularra da, eta egitura irregularra sortzen du.Soldaduraren trantsizio-tenperatura hauskorra (WM) eta bero-eragindako zona (HAZ) oinarrizko metalarena baino handiagoa da eta lotura ahula da.Soldadura-lerroen energiak eragin handia du aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairu WM eta HAZen propietateetan.Aleazio baxuko erresistentzia handiko altzairua gogortzeko erraza da.Linearen energia txikiegia bada, martensita HAZn agertuko da eta pitzadurak eragingo ditu.Linearen energia handiegia bada, WM eta HAZ aleak lodi bihurtuko dira.Artikulazioa hauskorra izatea eragingo du.Beroan ijetzitako eta normalizatutako altzairuarekin alderatuta, karbono baxuko altzairu tenplatuak eta tenplatuak, gehiegizko energia linealak eragindako HAZ hausturarako joera larriagoa du.Beraz, soldadura egiterakoan, linearen energia tarte jakin batera mugatu behar da.
Soldatutako junturaren bero-eragindako zona leuntzea Soldadura-beroaren eraginez, karbono baxuko altzairu tenplatu eta tenplatuaren bero-eragindako eremuaren (HAZ) kanpoaldea tenplaketa-tenperaturaren gainetik berotzen da, batez ere Ac1 inguruko eremua, indar murriztuko leungarri-eremu bat sortuko duena.HAZ eremuko estruktura leuntzea handitzen da soldadura-lerroaren energia eta aurreberotze-tenperatura hazi ahala, baina, oro har, zona leunduan trakzio-erresistentzia oinarrizko metalaren balio estandarraren muga behekoa baino handiagoa da, beraz, beroak eragindako zona. altzairu mota hau bigundu egiten da, lanketa egokia den bitartean, arazoak ez du junturaren errendimenduan eragingo.
3. Altzairu herdoilgaitzaren soldadura
Altzairu herdoilgaitza lau kategoriatan bana daiteke altzairuzko egitura ezberdinen arabera, hots, altzairu herdoilgaitz austenitikoa, altzairu herdoilgaitz ferritikoa, altzairu herdoilgaitz martensitikoa eta altzairu herdoilgaitz austenitiko-ferritikoa.Jarraian, batez ere, altzairu herdoilgaitz austenitikoaren eta alde biko altzairu herdoilgaitzaren soldadura-ezaugarriak aztertzen dira.
(1) Altzairu herdoilgaitz austenitikoen soldadura
Altzairu herdoilgaitz austenitikoak beste altzairu herdoilgaitzak baino errazagoak dira soldatzeko.Ez da fase-eraldaketarik izango edozein tenperaturatan eta ez da hidrogenoaren hausturarekiko sentikorra.Altzairu herdoilgaitzezko juntura austenitikoak plastikotasun eta gogortasun ona ditu soldadura egoeran.Soldaduraren arazo nagusiak hauek dira: pitzadura beroko soldadura, hauskortasuna, korrosio intergranularra eta estresaren korrosioa, etab. Gainera, eroankortasun termiko eskasa eta hedapen-koefiziente lineal handia dela eta, soldadura-tentsioa eta deformazioa handiak dira.Soldadura egiterakoan, soldadurako bero-sarrera ahalik eta txikiena izan behar da, eta ez da aurrez berotzerik egon behar, eta geruzen arteko tenperatura murriztu behar da.Geruzen arteko tenperatura 60 °C-tik behera kontrolatu behar da, eta soldadura-junturak mailakatu egin behar dira.Bero sarrera murrizteko, soldadura-abiadura ez da gehiegi handitu behar, baina soldadura-korrontea behar bezala murriztu behar da.
(2) Bi norabideko altzairu herdoilgaitz austenitiko-ferritikoen soldadura
Altzairu herdoilgaitz duplex austenitiko-ferritikoa bi fasez osatutako duplex altzairu herdoilgaitza da: austenita eta ferrita.Altzairu austenitikoaren eta altzairu ferritikoaren abantailak konbinatzen ditu, beraz, indar handiko ezaugarriak ditu, korrosioarekiko erresistentzia ona eta soldadura erraza.Gaur egun, hiru altzairu herdoilgaitzezko duplex mota nagusi daude: Cr18, Cr21 eta Cr25.Altzairuzko soldadura mota honen ezaugarri nagusiak hauek dira: joera termiko txikiagoa altzairu herdoilgaitz austenitikoarekin alderatuta;Soldaduraren ondoren hauskortasun-joera baxuagoa altzairu herdoilgaitz ferritiko hutsarekin alderatuta, eta soldadura-bero kaltetutako zonan ferrita-korsening-maila ere baxuagoa da, beraz, soldagarritasuna hobea da.
Altzairu mota honek soldadura-propietate onak dituenez, soldadura garaian ez da beharrezkoa aurreberotzea eta osteko berotzea.Plaka meheak TIG bidez soldatu behar dira, eta plaka ertainak eta lodiak arku bidezko soldadura bidez.Arku bidezko soldaduraz soldatzerakoan, oinarrizko metalaren antzeko konposizioa duten soldadura-barra bereziak erabili behar dira edo karbono-eduki baxua duten soldadura austenitikoak.Nikelean oinarritutako aleazio-elektrodoak Cr25 motako fase bikoitzeko altzairuetarako ere erabil daitezke.
Fase bikoitzeko altzairuek ferrita proportzio handiagoa dute, eta altzairu ferritikoen berezko hauskortasun-joerak, hala nola, hauskortasuna 475 °C-tan, σ faseko hauskortasuna eta ale lodiak, oraindik existitzen dira, austenitaren presentzia dela eta.Orekatze-efektuaren bidez erliebe batzuk lor daitezke, baina oraindik arreta jarri behar duzu soldatzerakoan.Nirik gabeko edo Ni baxuko altzairu herdoilgaitzezko duplexa soldatzerakoan, ferrita monofasikorako eta aleak loditzeko joera dago beroak eragindako eremuan.Une honetan, arreta jarri behar da soldadurako bero-sarrera kontrolatzeari, eta saiatu korronte txikia, soldadura abiadura handia eta kanal estua erabiltzen.Eta pasabide anitzeko soldadura, aleak loditzea eta ferriteizazio monofasikoa saihesteko, beroak eragindako zonan.Geruzen arteko tenperatura ez da oso altua izan behar.Hoztu ondoren hurrengo pasea soldatzea da onena.
Argitalpenaren ordua: 2023-09-11