Giới thiệu quy trình hàn bề mặt cho hợp kim gốc niken
Hợp kim gốc niken có tính chất tốt về khả năng chống khí phản ứng, chống mài mòn và chống ăn mòn môi trường axit, có các đặc tính như độ bền cao, tính dẻo tốt, biến dạng nóng và lạnh, gia công và hàn, là vật liệu kim loại chống ăn mòn rất quan trọng.
Trong ứng dụng bề mặt, thép cacbon hoặc thép không gỉ có thể được bề mặt bằng một lớp kim loại gốc niken làm lớp điện môi, do đó nó có ưu điểm của hai kim loại. Loại vật liệu hàn này hoàn toàn khác với các nguyên tố hợp kim thông thường. Trong hàn, nên áp dụng các phương pháp hàn khác nhau để hàn.
Do tính chất vật lý khác nhau của kim loại trong quá trình hàn bề mặt, hồ hàn hợp kim gốc niken rất nhớt và độ sâu nóng chảy nông. Tăng dòng điện hàn không thể cải thiện đáng kể tính lưu động của kim loại và tăng độ sâu nóng chảy.
Không giống như hạt lõm thường được hình thành trong thép không gỉ, bề mặt hạt của hợp kim gốc niken lồi rõ rệt.
Để ngăn ngừa nứt tinh thể, đặc biệt là lớp nứt tinh thể đầu tiên ở gốc hàn, có thể loại bỏ bằng cách cung cấp một dòng điện nhỏ vào kim loại hàn.
Khi áp dụng hàn hồ quang argon, vật liệu hàn không được nhúng trực tiếp vào hồ nóng chảy. Vật liệu hàn phải được đặt trước điện cực vonfram và được nạp trong khi nóng chảy. Phần cuối của vật liệu hàn luôn được bảo vệ bằng khí argon.
Tính lưu động của vật liệu hàn gốc niken kém, dòng điện không được quá lớn, tốc độ hàn chậm và phải kiểm soát quá trình hàn cẩn thận.
Khi hàn, dù là hàn xen kẽ hay hàn phủ, đều phải chú ý bảo vệ bằng khí argon trong quá trình hàn để tránh chi tiết hàn bị oxy hóa.
Xu hướng làm cứng nguội của các vật liệu khác nhau là khác nhau. Ví dụ, xu hướng làm cứng nguội của hợp kim gốc niken cao hơn thép không gỉ 1~2 lần. Do đó, nếu không kiểm soát được quá trình hàn, dễ bị uốn cong.
Độ bền của hai loại thép khác nhau khi hàn bề mặt là khác nhau, do đó cần chú ý đến hiện tượng nứt ứng suất ở chân thép sau khi hàn.
Kim loại hàn hợp kim gốc niken không dễ bị ướt và lan rộng như kim loại hàn thép. Ngay cả khi tăng dòng điện hàn cũng không cải thiện được tính lưu động của kim loại hàn mà còn có tác động bất lợi. Nếu dòng điện hàn vượt quá phạm vi khuyến nghị, không chỉ làm quá nhiệt hồ nóng chảy, tăng độ nhạy của vết nứt nóng và giảm khả năng chống ăn mòn do hạt thô mà còn khiến chất khử oxy trong kim loại hàn bốc hơi, gây ra lỗ rỗng.
Trong hàn hồ quang điện cực, dòng điện hàn quá mức cũng làm điện cực quá nhiệt và khiến lớp phủ bong ra, mất tác dụng bảo vệ. Do tính lưu động kém của kim loại hàn, không dễ chảy sang cả hai mặt của mối hàn. Để có được hình thành mối hàn tốt, đôi khi sử dụng quy trình lắc lư. Nhưng dao động này là dao động nhỏ và khoảng cách dao động không vượt quá 3 lần đường kính của dây hàn hoặc điện cực. Đôi khi vẫn phát hiện ra khuyết tật trong hàn hồ quang điện cực ngay cả với quy trình lắc lư.
Các khuyết tật chủ yếu bao gồm phần cắt dưới và cạnh không nóng chảy. Để loại bỏ các khuyết tật này, khi mối hàn chuyển sang vị trí giới hạn ở mỗi bên, cần phải tạm dừng một lúc để có đủ thời gian cho kim loại hàn nóng chảy hợp nhất hoàn toàn với kim loại nền và lấp đầy vùng cắt dưới. Một biện pháp quy trình quan trọng khác cần sử dụng trong hàn hồ quang điện cực là hồ quang hàn phải càng ngắn càng tốt.
Trong quá trình hàn, đặc tính vốn có của hợp kim niken trên điện cực quyết định độ thâm nhập của sắt nóng chảy là nông và vấn đề này không thể giải quyết chỉ bằng cách điều chỉnh các thông số hàn.
Theo các thử nghiệm lặp đi lặp lại, phương pháp khắc phục tình trạng xuyên nông là sửa đổi hình dạng rãnh truyền thống, góc vị trí rãnh phù hợp hơn nằm trong khoảng từ 40 độ đến 65 độ.
Hàn vật liệu gốc niken có yêu cầu khắt khe hơn về bề mặt mối hàn so với thép cacbon và thép không gỉ. Khi hàn vật liệu gốc niken, phải hàn thành mối hàn lồi. Phần lớn các trường hợp nứt khi hàn vật liệu gốc niken là do lực không đều do mối hàn lõm gây ra.
Nhiệt độ giữa các lớp trong quá trình hàn vật liệu bề mặt gốc niken không được quá cao, thường dưới 100 độ. Hàn vật liệu hợp kim gốc niken thường không cần gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau.
