As ligas à base de níquel são amplamente utilizadas em aeroespacial, energia e química, construção naval e outros campos devido à sua excelente resistência à corrosão, força de alta temperatura e resistência à fadiga. No entanto, o processo de soldagem é complexo e propenso a defeitos, como rachaduras e poros térmicos. É necessário selecionar métodos apropriados e parâmetros de processo com base nas propriedades do material. A seguir, são apresentadas as principais tecnologias e o progresso da pesquisa da soldagem de ligas de níquel:
1. Métodos de soldagem comuns
Soldagem a gás inerte: a soldagem de gás inerte de tungstênio (GTAW) e a soldagem de gás inerte de metal (GMAW) são os métodos preferidos para soldagem de liga de níquel, especialmente para tubos de paredes finas e pequenas peças, o que pode evitar efetivamente a oxidação e as impurezas.
Soldagem a laser e soldagem de feixe de elétrons: a tecnologia de soldagem de feixe de alta energia (como soldagem a laser e soldagem por feixe de elétrons) pode obter uma conexão de alta precisão de ligas de níquel de placa espessa, com estrutura densa de solda e pequena zona afetada pelo calor. Foi aplicado com sucesso na soldagem de componentes de extremidade quente de turbinas a gás e placas grossas de navios.
Soldagem e brasagem de difusão: soldagem por difusão (como soldagem de difusão de fase líquida transitória) usando ligas à base de níquel, como a camada intermediária, pode resolver o problema de conexão de materiais diferentes (como ligas de ferro-cromo-alumínio) e a força da articulação pode atingir mais de 70% do material pai.
2. Seleção de material de soldagem e controle de processo
Material de soldagem Comparação: o fio de soldagem ou a haste de soldagem com composição semelhante ao material pai deve ser selecionado, como materiais de soldagem de liga de níquel com alto cromo (como ARC625, Incoloy 825) para reduzir o risco de segregação de elementos.
Otimização de parâmetros do processo: Durante a soldagem por spray de arco plasmático, o aumento da corrente do arco de transferência reduzirá a dureza e a resistência ao desgaste da camada de solda, mas a adição de carboneto de tungstênio (WC) pode melhorar significativamente o desempenho. A soldagem da liga de cobre-níquel requer controle rigoroso da proteção de argônio para impedir a formação de poros.
3. Prevenção de defeitos e controle de qualidade
Rachaduras e poros quentes: o risco de rachaduras quentes pode ser reduzido controlando a temperatura do intercalar (evitando permanecer na zona de sensibilização), mantendo o ambiente de soldagem seco e usando a tecnologia estreita de contas de solda.
Gerenciamento de estresse residual: o método do orifício cego e o método de indentação podem testar com precisão o estresse residual da soldagem. O coeficiente de calibração precisa ser combinado com a calibração real, e não o cálculo teórico para garantir a confiabilidade dos dados.
4. Casos de aplicação típicos
Campo de energia nuclear: O caminho de propagação da trinca da junta diferente da liga à base de níquel 52M precisa receber atenção. A rachadura é fácil de desviar para o material de baixa resistência, e o procedimento de avaliação precisa ser ajustado em combinação com a incompatibilidade da força do material.
Ambiente de temperatura ultra-baixa: A soldagem protegida por gás com fluxo (FCAW-G) foi usada com sucesso para a soldagem de -196} grau da liga Incoloy 825 e a resistência de impacto da articulação atendeu ao padrão, atendendo às necessidades de equipamentos de gás natural liquefeito.
Soldagem de placa composta: a tecnologia de revestimento de eletrodos de eletrodo pode melhorar a resistência à corrosão intergranular das placas compostas de 825 de níquel bimetálicas, garantindo a força do material base.
5. Direção de pesquisa futura
A pesquisa atual se concentra na soldagem inteligente de feixe de alta energia, análise de comportamento diferente da interface material e simulação numérica do processo de soldagem. Por exemplo, a tecnologia de revestimento a laser pode reparar o desgaste de peças de liga de alta temperatura, e as juntas soldadas de ligas à base de níquel e tubos compostos de aço carbono passaram a corrosão intergranular e os testes de propriedade mecânica, fornecendo novas soluções para condições de trabalho adversas.
Conclusão
O progresso da tecnologia de soldagem de ligas de níquel depende do desenvolvimento coordenado da ciência do material, da tecnologia de otimização e detecção de processos. No futuro, com a popularização de equipamentos de soldagem inteligentes e o desenvolvimento de novos materiais de soldagem, a eficiência e a qualidade da soldagem de ligas de níquel serão aprimoradas ainda mais, promovendo a atualização da indústria de fabricação sofisticada.
