Einführung des Auftragsschweißverfahrens für Nickelbasislegierungen
Legierungen auf Nickelbasis weisen eine gute Beständigkeit gegen reaktive Gase, Verschleißfestigkeit und säurebeständige Medienkorrosion auf und zeichnen sich durch hohe Festigkeit, gute Formbarkeit, Warm- und Kaltverformung, Verarbeitung und Schweißen aus, und sie sind ein sehr wichtiges korrosionsbeständiges Metallmaterial.
Bei Oberflächenanwendungen kann Kohlenstoffstahl oder Edelstahl mit einer Schicht aus nickelbasiertem Metall als dielektrische Schicht beschichtet werden, sodass die Vorteile zweier Metalle genutzt werden können. Diese Art von Schweißmaterial unterscheidet sich völlig von gewöhnlichen Legierungselementen. Beim Schweißen sollten unterschiedliche Schweißverfahren angewendet werden.
Aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Metallen beim Auftragsschweißen ist das Schweißbad aus Nickellegierungen sehr viskos und die Schmelztiefe gering. Eine Erhöhung des Schweißstroms kann die Fließfähigkeit des Metalls nicht wesentlich verbessern und die Schmelztiefe nicht erhöhen.
Im Gegensatz zu der konkaven Wulst, die normalerweise bei Edelstahl entsteht, ist die Wulstoberfläche bei Nickelbasislegierungen deutlich konvex.
Um Kristallrisse, insbesondere Kristallrisse der ersten Lage an der Schweißwurzel, zu verhindern, können diese durch Füllen des Schweißmetalls mit einem kleinen Strom beseitigt werden.
Beim Argon-Lichtbogenschweißen sollte das Schweißmaterial nicht direkt in das Schmelzbad eingetaucht werden. Das Schweißmaterial sollte vor der Wolframelektrode platziert und während des Schmelzens zugeführt werden. Der Endteil des Schweißmaterials ist immer durch Argongas geschützt.
Die Fließfähigkeit von Schweißzusätzen auf Nickelbasis ist schlecht, der Strom sollte nicht zu hoch sein, die Schweißgeschwindigkeit sollte niedrig sein und das Schweißen sollte sorgfältig kontrolliert werden.
Achten Sie beim Schweißen, egal ob Zwischenlagenschweißen oder Decklagenschweißen, auf den Argonschutz während des Schweißens, um eine Oxidation der Schweißteile zu verhindern.
Die Kaltverfestigungstendenz verschiedener Materialien ist unterschiedlich. Beispielsweise ist die Kaltverfestigungstendenz von Nickellegierungen 1 bis 2 Mal höher als die von Edelstahl. Wenn das Schweißen nicht kontrolliert wird, kann es daher leicht zu Verbiegungen kommen.
Die Festigkeit der beiden ungleichen Stähle ist beim Auftragsschweißen unterschiedlich, deshalb ist nach dem Schweißen auf Spannungsrisse an der Wurzel zu achten.
Schweißmetalle aus Nickellegierungen benetzen und verteilen sich nicht so leicht wie Schweißmetalle aus Stahl. Selbst eine Erhöhung des Schweißstroms verbessert die Fließfähigkeit des Schweißmetalls nicht, sondern wirkt sich nachteilig aus. Wenn der Schweißstrom den empfohlenen Bereich überschreitet, wird nicht nur das Schmelzbad überhitzt, die Empfindlichkeit gegenüber heißen Rissen erhöht und die Korrosionsbeständigkeit aufgrund grober Körner verringert, sondern auch das Desoxidationsmittel im Schweißmetall verdampft, wodurch Poren entstehen.
Beim Elektrodenlichtbogenschweißen überhitzt der übermäßige Schweißstrom auch die Elektrode und führt dazu, dass die Beschichtung abfällt und ihre Schutzwirkung verliert. Aufgrund der schlechten Fließfähigkeit des Schweißmetalls ist es nicht leicht, auf beide Seiten der Schweißnaht zu fließen. Um eine gute Schweißnahtbildung zu erzielen, wird manchmal ein Taumelverfahren verwendet. Diese Schwingung ist jedoch eine kleine Schwingung, und die Schwingungsdistanz überschreitet nicht das Dreifache des Durchmessers des Schweißdrahts oder der Elektrode. Auch beim Taumelverfahren treten beim Elektrodenlichtbogenschweißen manchmal Defekte auf.
Zu den Defekten zählen hauptsächlich Unterschnitte und nicht geschmolzene Kanten. Um diese Defekte zu beseitigen, muss beim Ausschwingen der Schweißnaht in die Endposition auf jeder Seite eine kurze Pause eingelegt werden, damit das geschmolzene Schweißmetall genügend Zeit hat, vollständig mit dem Grundmetall zu verschmelzen und den Unterschnittbereich auszufüllen. Eine weitere wichtige Prozessmaßnahme beim Elektrodenlichtbogenschweißen besteht darin, dass der Schweißlichtbogen so kurz wie möglich sein sollte.
Während des Schweißvorgangs führen die inhärenten Eigenschaften der Elektrode aus einer Nickellegierung dazu, dass das geschmolzene Eisen nur gering eindringt. Dieses Problem lässt sich nicht einfach durch die Anpassung der Schweißparameter lösen.
Wiederholten Tests zufolge besteht die Methode zum Überwinden des flachen Eindringens darin, die herkömmliche Rillenform zu modifizieren, und der Winkel der Rillenposition ist zwischen 40 und 65 Grad besser geeignet.
Beim Schweißen von nickelbasierten Werkstoffen werden strengere Anforderungen an die Oberfläche der Schweißnaht gestellt als bei Kohlenstoffstahl und Edelstahl. Beim Schweißen von nickelbasierten Werkstoffen muss eine konvexe Schweißnaht geschweißt werden. Die meisten Fälle von Rissen beim Schweißen von nickelbasierten Werkstoffen sind auf ungleichmäßige Kräfte zurückzuführen, die durch die konkave Schweißnaht verursacht werden.
Die Zwischenschichttemperatur beim Schweißen von nickelbasierten Oberflächenmaterialien sollte nicht zu hoch sein und im Allgemeinen unter 100 Grad liegen. Beim Schweißen von nickelbasierten Legierungsmaterialien ist im Allgemeinen kein Vorwärmen und keine Wärmenachbehandlung erforderlich.
