Како контролисати квалитет заваривања за отковке од суперлегуре?

Отковци од суперлегуре одликују се одличним механичким својствима при високим температурама и служе као компоненте које носе оптерећење за енергетску опрему. Без обзира на то, садрже елементе као што су алуминијум, титанијум, ниобијум и молибден, они су склони пуцању у зони топлотног утицаја заваривања и класификовани су као материјали који се тешко заварују. Ваздухопловне гасне турбине намећу високе захтеве за поузданост компонентама.

 

 

1. ГТАВ/ТИГ

Као најчешће коришћени метод, он даје стабилне електричне лукове и контролисани унос топлоте. Примењује се на заваривање у корену, заваривање у више пролаза дебелих профила и поправке за отковке на бази никла укључујући ГХ4169 и ГХ536. Усвојена је позитивна електрода једносмерне струје и заштита од аргона на предњој и задњој страни. Ефикасност његовог заваривања је релативно ниска, а пукотине од ликвације обично се јављају у зони захваћеном топлотом.

 

2.PAW

It boasts concentrated energy and large penetration depth, with less alloy burn-off compared with TIG welding. It can achieve one-pass full penetration for medium-thick workpieces. However, it demands high assembly precision and has a narrow process window. Improper heat input may trigger grain-boundary liquation cracks. It is suitable for mass production.

 

3. Ласерско/електронско заваривање

Карактерише га висока густина енергије и ниска дисторзија заваривања, може инхибирати пукотине од ликвације и уклапа се у прецизне компоненте танких зидова. Заваривање електронским снопом остварује заваривање без оксидације у условима вакуума, док ласерско заваривање олакшава аутоматски рад. Недостаци укључују високу цену опреме и строге захтеве за празнине у монтажи; порозност се лако појављује у завареним шавовима. Пре заваривања потребно је темељно чишћење површине.

 

4. Заваривање у чврстом стању

За инерционо заваривање трењем, основни метал остаје нестопљен, тако да се избегавају дефекти као што су пукотине учвршћивања и Лавесова фаза. То је пожељан процес за отковке турбинских дискова и ротирајућег вратила. Дифузионо заваривање је применљиво на различите легуре и прецизне танке компоненте без заварених спојева, али има дуге циклусе обраде и изузетно високе захтеве за квалитет површинске обраде.

 

5. Електролучно заваривање метала заштићено гасом и ручно електролучно заваривање

Електролучно заваривање метала заштићено гасом нуди високу ефикасност и користи се за некритична подручја. Ручно заваривање металним луком омогућава згодну поправку на лицу места, али има слаб ефекат заштите и висок ризик од оштећења. Његова примена је ограничена за примарне носиве отковке ваздухопловних гасних турбина, а уместо тога приоритет је ТИГ заваривање.

 

 

1. Ликвациона пукотина

У термичким циклусима заваривања, фазе ниске тачке топљења на границама зрна унутар зоне утицаја топлоте се топе у течне филмове. Под утицајем напрезања заваривања долази до интергрануларног пуцања. То је уобичајени недостатак код суперлегура на бази никла ојачаних падавинама.

 

2. Поново загрејте пукотине

Током термичке обраде након заваривања или рада на високим температурама, фазе ојачања се таложе унутар зрна и стварају стрес. Недовољна чврстоћа на граници зрна доводи до међузрнастих пукотина.

 

3. Порозност и инклузије шљаке

Порозни облици као водоник и азот се апсорбују у растопљене базене, узроковани неадекватним уклањањем мрља од уља, оксидних љуспица и влаге на површинама жлебова, нечистог заштитног гаса или неуспешне заштите са задње стране. Инклузије оксидне шљаке настају непотпуним међупролазним уклањањем шљаке.

 

4. Крхка фаза падавина

На пример, сегрегација ниобијума генерише Лавесову фазу током ГХ4169 заваривања, што деградира дуктилност, жилавост и перформансе замора заварених спојева. Ово је углавном изазвано прекомерним уносом топлоте и спором брзином хлађења.

 

5. Грубљење зрна

Зрна кованог основног метала рафинисаног ковањем у зони топлотног утицаја огрубељују под продуженим излагањем високој температури током заваривања, што нарушава механичка својства заварених спојева.

 

 

1. Претходно заваривање

Проверите спецификације материјала и инхерентне недостатке отковака. Изаберите одговарајуће метале за пуњење отпорне на пукотине и одржавајте их отпорним на влагу. Машински заварите жлебове и уклоните загађиваче као што су мрље од уља и слојеви оксида унутар најмање 20 мм са обе стране жлебова. Завршите квалификацију поступка заваривања и осигурајте да заваривачи имају важеће сертификате.

 

2. Процес заваривања

Извршити заваривање уских зрна уз благо осциловање електроде. Контролишите улазну топлоту и температуру међупролаза да бисте ублажили сегрегацију елемената и течење границе зрна. Очистите оксидне филмове и извршите визуелну инспекцију након завршетка сваког пролаза завара. Забележите параметре заваривања да бисте постигли следљивост.

 

3. Термичка обрада након заваривања

Смањите заостало напрезање заваривања и вратите механичка својства заварених спојева. Извршите третман раствором плус третман старењем према спецификацијама легуре. Строго контролишите параметре загревања, хлађења и задржавања како бисте избегли грубо зрно или недовољно ослобађање од напрезања.

 

4. Инспекција након заваривања

Извршите визуелну инспекцију за формирање завара и површинске дефекте. Комбинујте испитивање пенетрантима (ПТ), испитивање магнетним честицама (МТ), ултразвучно испитивање (УТ) и радиографско испитивање (РТ) за инспекцију без разарања. За критичне компоненте, потребно је извршити додатна металографска испитивања, испитивања затезања и испитивања напрезања. Измерите изобличење заваривања и по потреби извршите корекцију.

 

 

Руиханг, као директни произвођач производа од титанијума, испоручује сировине оптималног квалитета за производњу ваших прецизних компоненти. Ако имате било какве потребе за куповином шипки/плоча од легуре титанијума, слободно нас контактирајте путем е-поште:Sam.Rui@bjrh-titanium.com