Les alliages à base de nickel sont largement utilisés dans l'aérospatiale, l'énergie et les produits chimiques, la construction navale et d'autres champs en raison de leur excellente résistance à la corrosion, de leur résistance à haute température et de leur résistance à la fatigue. Cependant, le processus de soudage est complexe et sujette à des défauts tels que des fissures thermiques et des pores. Il est nécessaire de sélectionner les méthodes et les paramètres de traitement appropriés en fonction des propriétés du matériau. Voici les technologies de base et les progrès de la recherche du soudage en alliage de nickel:
1. Méthodes de soudage communes
Soudage blindé au gaz inerte: le soudage au gaz inerte en tungstène (GTAW) et le soudage au gaz inerte métallique (GMAW) sont les méthodes préférées pour le soudage en alliage de nickel, en particulier pour les tuyaux à parois minces et les petites pièces, ce qui peut éviter efficacement l'oxydation et les impuretés.
Soudage au laser et soudage par faisceau d'électrons: la technologie de soudage par faisceau à haute énergie (telles que le soudage au laser et le soudage par faisceau d'électrons) peut obtenir une connexion à haute précision des alliages de nickel à plaques épaisses, avec une structure de soudage dense et une petite zone touchée par la chaleur. Il a été appliqué avec succès dans le soudage des composants à chaud des turbines à gaz et des plaques épaisses de navires.
Soudage et brasage de diffusion: soudage de diffusion (tels que le soudage de diffusion de phase liquide transitoire) en utilisant des alliages à base de nickel car la couche intermédiaire peut résoudre le problème de connexion des matériaux différents (tels que les alliages fer-chrome-aluminium), et la résistance articulaire peut atteindre plus de 70% du matériau parent.
2. Sélection du matériau de soudage et contrôle des processus
Assortissement des matériaux de soudage: fil de soudage ou tige de soudage avec une composition similaire au matériau parent doit être sélectionné, tels que des matériaux de soudage en alliage à base de chrome à haut chrome (tels que Arc625, Incoloy 825) pour réduire le risque de ségrégation de l'élément.
Optimisation des paramètres du processus: Pendant le soudage par pulvérisation à l'arc du plasma, l'augmentation du courant d'arc de transfert réduira la résistance à la dureté et l'usure de la couche de soudure, mais l'ajout de carbure de tungstène (WC) peut améliorer considérablement les performances. Le soudage en alliage en cuivre-nickel nécessite un contrôle strict de la protection de l'argon pour empêcher la formation des pores.
3. Prévention des défauts et contrôle de la qualité
Fissures chaudes et pores: le risque de fissures chaudes peut être réduite en contrôlant la température intercouche (en évitant de rester dans la zone de sensibilisation), en gardant l'environnement de soudage à sec et en utilisant une technologie de perles de soudure étroite.
Gestion des contraintes résiduelles: la méthode du trou aveugle et la méthode d'indentation peuvent tester avec précision la contrainte résiduelle de soudage. Le coefficient d'étalonnage doit être combiné avec un étalonnage réel plutôt qu'un calcul théorique pour assurer la fiabilité des données.
4. Cas de demande typiques
Champ de l'énergie nucléaire: Le chemin de propagation des fissures de l'articulation dissemblable de l'alliage à base de nickel 52M doit être prêté attention. La fissure est facile à dévier au matériau à faible résistance, et la procédure d'évaluation doit être ajustée en combinaison avec l'inadéquation de la résistance du matériau.
Environnement de température ultra-bas: le soudage à gaz à gaz au flux (FCAW-G) a été utilisé avec succès pour le soudage de degré -196 de l'alliage Incoloy 825, et la ténacité à impact de l'articulation répondait à la norme, répondant aux besoins de l'équipement de gaz naturel liquéfié.
Soudage de la plaque composite: Technologie de revêtement électrolag électrode à bande peut améliorer la résistance à la corrosion intergranulaire des plaques composites 825 à base de nickel bimétallique, tout en assurant la résistance du matériau de base.
5. Direction de la recherche future
Les recherches actuelles se concentrent sur le soudage intelligent à haute énergie, l'analyse du comportement dissemblable de l'interface des matériaux et la simulation numérique du processus de soudage. Par exemple, la technologie de revêtement laser peut réparer l'usure des pièces en alliage à haute température, et les joints soudés d'alliages à base de nickel et de tuyaux composites en acier en carbone ont réussi la corrosion intergranulaire et les tests de propriété mécanique, fournissant de nouvelles solutions pour des conditions de travail sévères.
Conclusion
Les progrès de la technologie de soudage en alliage nickel dépend du développement coordonné de la science des matériaux, de l'optimisation des processus et de la technologie de détection. À l'avenir, avec la vulgarisation de l'équipement de soudage intelligent et le développement de nouveaux matériaux de soudage, l'efficacité et la qualité du soudage en alliage de nickel seront encore améliorées, favorisant la mise à niveau de l'industrie manufacturière haut de gamme.
