Las aleaciones a base de níquel se usan ampliamente en aeroespacial, energía y químicos, construcción naval y otros campos debido a su excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia a la temperatura y resistencia a la fatiga. Sin embargo, el proceso de soldadura es complejo y propenso a defectos como grietas térmicas y poros. Es necesario seleccionar los métodos apropiados y los parámetros de proceso basados en las propiedades del material. Las siguientes son las tecnologías básicas y el progreso de la investigación de la soldadura de aleación de níquel:
1. Métodos de soldadura comunes
Soldadura de gas inerte: soldadura de gas inerte de tungsteno (GTAW) y soldadura de gas inerte metálico (GMAW) son los métodos preferidos para la soldadura de aleación de níquel, especialmente para tuberías de paredes delgadas y piezas pequeñas, que pueden evitar efectivamente la oxidación e impurezas.
La soldadura con láser y la soldadura del haz de electrones: la tecnología de soldadura de haz de alta energía (como soldadura por láser y soldadura de haz de electrones) puede lograr una conexión de alta precisión de las aleaciones de níquel de placa gruesa, con una estructura de soldadura densa y una pequeña zona afectada por el calor. Se ha aplicado con éxito en la soldadura de componentes de extremo caliente de turbinas de gas y placas gruesas de barcos.
Soldadura por difusión y soldadura: soldadura por difusión (como la soldadura de difusión de fase líquida transitoria) utilizando aleaciones a base de níquel, ya que la capa intermedia puede resolver el problema de conexión de los materiales diferentes (como las aleaciones de aluminio de cromo de hierro), y la resistencia articular puede alcanzar más del 70% del material padre.
2. Selección de material de soldadura y control de procesos
Magera del material de soldadura: se debe seleccionar el alambre de soldadura o la varilla de soldadura con una composición similar al material principal, como los materiales de soldadura de aleación a base de níquel de alto cromo (como ARC625, Incoloy 825) para reducir el riesgo de segregación de elementos.
Optimización de parámetros del proceso: durante la soldadura por pulverización del arco de plasma, el aumento en la corriente de arco de transferencia reducirá la dureza y la resistencia al desgaste de la capa de soldadura, pero la adición de carburo de tungsteno (WC) puede mejorar significativamente el rendimiento. La soldadura de aleación de cobre-níquel requiere un control estricto de la protección de argón para evitar la formación de poros.
3. Prevención de defectos y control de calidad
Grietas y poros calientes: el riesgo de grietas calientes se puede reducir controlando la temperatura del intermediario (evitando la mantenimiento en la zona de sensibilización), manteniendo el ambiente de soldadura seco y utilizando tecnología de cuentas de soldadura estrecha.
Manejo de estrés residual: el método de agujeros ciego y el método de sangría pueden probar con precisión el estrés residual de soldadura. El coeficiente de calibración debe combinarse con la calibración real en lugar del cálculo teórico para garantizar la confiabilidad de los datos.
4. Casos de aplicación típicos
Campo de energía nuclear: la ruta de propagación de grietas de la articulación diferente de aleación basada en níquel 52M debe ser prestada atención. La grieta es fácil de desviar al material de baja resistencia, y el procedimiento de evaluación debe ajustarse en combinación con el desajuste de resistencia del material.
Entorno de temperatura ultra baja: la soldadura blindada por gas con copa de flujo (FCAW-G) se utilizó con éxito para la soldadura de grado -196 de la aleación Incoloy 825, y la dureza de impacto de la articulación satisfizo el estándar, satisfaciendo las necesidades de equipos de gas natural licuado.
Soldadura por placa compuesta: la tecnología de revestimiento de electrovasta de electrodos de tira puede mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de las placas compuestas 825 a base de níquel bimetálico, al tiempo que garantiza la resistencia del material base.
5. Dirección de investigación futura
La investigación actual se centra en la soldadura inteligente de haz de alta energía, el análisis del comportamiento de la interfaz de material diferente y la simulación numérica del proceso de soldadura. Por ejemplo, la tecnología de revestimiento láser puede reparar el desgaste de piezas de aleación de alta temperatura, y las juntas soldadas de aleaciones a base de níquel y tuberías compuestas de acero de carbono han pasado las pruebas de corrosión intergranular y propiedades mecánicas, proporcionando nuevas soluciones para condiciones de trabajo duras.
Conclusión
El progreso de la tecnología de soldadura de aleación de níquel depende del desarrollo coordinado de la ciencia de los materiales, la optimización de procesos y la tecnología de detección. En el futuro, con la popularización de equipos de soldadura inteligentes y el desarrollo de nuevos materiales de soldadura, la eficiencia y la calidad de la soldadura por aleación de níquel mejorará aún más, promoviendo la actualización de la industria manufacturera de alta gama.
