Vấn đề chính với hàn
Trong quá trình hàn, thành phần chính trong mối hàn là sắt và niken, chúng hòa tan vô hạn vào nhau và không tạo thành hợp chất liên kim loại. Nhìn chung, hàm lượng niken trong mối hàn tương đối cao, do đó không có lớp khuếch tán nào hình thành trong vùng nóng chảy của mối hàn. Vấn đề chính với hàn là xu hướng tạo ra lỗ rỗng và vết nứt nóng trong mối hàn.
1. Khí khổng
Khi hàn thép bằng niken và hợp kim của niken, các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành lỗ chân lông trong mối hàn là hàm lượng oxy, niken và các nguyên tố hợp kim khác.
①Ảnh hưởng của oxy. Trong quá trình hàn, nhiều oxy có thể hòa tan trong kim loại lỏng, oxy bị oxy hóa với niken ở nhiệt độ cao tạo thành NiO. NiO có thể phản ứng với hydro và cacbon trong kim loại lỏng tạo thành hơi nước và cacbon monoxit. Khi vũng nóng chảy đông lại, chẳng hạn như Không có thời gian để thoát ra, và phần còn lại trong mối hàn sẽ hình thành lỗ chân lông. Trong mối hàn sắt-niken của niken nguyên chất và hàn hồ quang chìm Q235-A, hàm lượng oxy trong mối hàn càng cao, số lượng lỗ chân lông trong mối hàn càng lớn trong điều kiện hàm lượng nitơ và hydro không thay đổi nhiều.
② ảnh hưởng của niken. Trong mối hàn sắt-niken, độ hòa tan của oxy trong sắt và niken là khác nhau. Độ hòa tan của oxy trong niken lỏng lớn hơn trong sắt lỏng, trong khi độ hòa tan của oxy trong niken rắn nhỏ hơn trong sắt rắn. Do đó, oxy Sự thay đổi đột ngột trong độ hòa tan của niken rõ ràng hơn so với sự thay đổi đột ngột trong kết tinh sắt. Do đó, khi hàm lượng Ni trong mối hàn là 15% ~ 30%, xu hướng xốp nhỏ và khi hàm lượng Ni lớn, xu hướng xốp tiếp tục tăng lên 60% ~ 90% và lượng thép hòa tan chắc chắn sẽ giảm, do đó xu hướng hình thành độ xốp thay đổi lớn.
③ Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim khác. Khi mối hàn sắt-niken chứa mangan, crom, molypden, nhôm, titan và các nguyên tố hợp kim khác hoặc phù hợp với hợp kim, khả năng chống rỗ của mối hàn có thể được cải thiện. Điều này là do mangan, titan và nhôm có tác dụng khử oxy, trong khi crom và molypden làm tăng độ hòa tan trong kim loại rắn của mối hàn. Do đó, khả năng chống rỗ của mối hàn thép không gỉ niken và 1Cr18Ni9Ti cao hơn so với mối hàn thép niken và Q235-A. Nhôm và titan cũng cố định nitơ trong hợp chất ổn định và cũng cải thiện khả năng chống rỗ của mối hàn.
2. Crack nóng
Trong mối hàn thép và niken và hợp kim của chúng, nguyên nhân chính gây ra vết nứt nóng là do mối hàn niken cao với cấu trúc dạng cây, một số tinh thể eutectic nóng chảy thấp tập trung ở các cạnh của hạt thô, do đó làm yếu các hạt. Sự kết nối giữa chúng làm giảm khả năng chống nứt của kim loại mối hàn. Ngoài ra, hàm lượng niken quá cao trong kim loại mối hàn có tác động đáng kể đến sự nứt nóng của kim loại mối hàn. Trong mối hàn sắt-niken, các tạp chất như oxy, lưu huỳnh và phốt pho cũng có ảnh hưởng lớn đến xu hướng nứt nóng của mối hàn.
Khi sử dụng thuốc hàn không có oxy, lượng vết nứt giảm đáng kể do chất lượng các tạp chất có hại như oxy, lưu huỳnh và phốt pho trong mối hàn giảm, đặc biệt là hàm lượng oxy giảm. Bởi vì khi hồ nóng chảy kết tinh, oxy và niken có thể tạo thành Ni + NiO eutectic, nhiệt độ eutectic là 1438 độ, oxy cũng có thể tăng cường tác dụng có hại của lưu huỳnh. Do đó, khi hàm lượng oxy trong mối hàn cao, xu hướng nứt nóng là lớn.
Các nguyên tố hợp kim như Mn, Cr, Mo, Ti, Nb có thể cải thiện khả năng chống nứt của kim loại mối hàn. Mn, Cr, Mo, Ti và Nb đều là chất biến tính, có thể tinh chỉnh cấu trúc mối hàn và phá vỡ hướng tinh thể của nó. Al và Ti cũng là chất khử oxy mạnh, có thể làm giảm hàm lượng oxy trong mối hàn. Mn có thể tạo thành hợp chất chịu lửa MnS với S, do đó làm giảm tác hại của lưu huỳnh.
Tính chất cơ học của mối hàn
Tính chất cơ học của mối hàn sắt-niken liên quan đến vật liệu kim loại phụ và thông số hàn. Khi hàn niken nguyên chất và thép cacbon thấp, khi hàm lượng Ni tương đương trong mối hàn nhỏ hơn 30%, trong điều kiện làm nguội nhanh mối hàn, cấu trúc martensitic sẽ xuất hiện trong mối hàn, dẫn đến độ dẻo và độ dai của mối hàn giảm mạnh. Do đó, để đạt được độ dẻo và độ dai tốt hơn của mối hàn, hàm lượng Ni tương đương trong mối hàn sắt-niken phải lớn hơn 30%.
