Aloi berasaskan nikel digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, tenaga dan kimia, pembuatan kapal dan bidang lain kerana rintangan kakisan yang sangat baik, kekuatan suhu tinggi dan rintangan keletihan. Walau bagaimanapun, proses kimpalan adalah rumit dan terdedah kepada kecacatan seperti retak terma dan liang. Adalah perlu untuk memilih kaedah yang sesuai dan parameter proses berdasarkan sifat bahan. Berikut adalah teknologi teras dan kemajuan penyelidikan kimpalan aloi nikel:
1. Kaedah kimpalan biasa
Kimpalan Gas Inert yang dilindungi: Tungsten Inert Gas Welding (GTAW) dan Kimpalan Gas Inert Logam (GMAW) adalah kaedah pilihan untuk kimpalan aloi nikel, terutamanya untuk paip berdinding nipis dan bahagian-bahagian kecil, yang secara berkesan dapat mengelakkan pengoksidaan dan kekotoran.
Kimpalan laser dan kimpalan rasuk elektron: Teknologi kimpalan rasuk tenaga tinggi (seperti kimpalan laser dan kimpalan rasuk elektron) dapat mencapai sambungan ketepatan tinggi aloi nikel plat tebal, dengan struktur kimpalan padat dan zon yang dipengaruhi haba kecil. Ia telah berjaya digunakan dalam kimpalan komponen panas turbin gas dan plat tebal kapal.
Kimpalan penyebaran dan pemotongan: Kimpalan penyebaran (seperti kimpalan penyebaran fasa cecair sementara) menggunakan aloi berasaskan nikel sebagai lapisan pertengahan dapat menyelesaikan masalah sambungan bahan-bahan yang berbeza (seperti aloi besi-kromium-aluminium), dan kekuatan bersama dapat mencapai lebih dari 70% bahan induk.
2. Pemilihan bahan kimpalan dan kawalan proses
Pencocokan Bahan Kimpalan: Kawat kimpalan atau rod kimpalan dengan komposisi yang sama dengan bahan induk harus dipilih, seperti bahan kimpalan aloi berasaskan nikel yang tinggi (seperti ARC625, Incoloy 825) untuk mengurangkan risiko pengasingan elemen.
Pengoptimuman Parameter Proses: Semasa kimpalan semburan arka plasma, peningkatan arus arka pemindahan akan mengurangkan kekerasan dan rintangan memakai lapisan kimpalan, tetapi penambahan tungsten carbide (WC) dapat meningkatkan prestasi dengan ketara. Kimpalan aloi tembaga-nikel memerlukan kawalan ketat perlindungan argon untuk mencegah pembentukan liang.
3. Pencegahan kecacatan dan kawalan kualiti
Keretakan dan liang panas: Risiko retak panas dapat dikurangkan dengan mengawal suhu interlayer (mengelakkan tinggal di zon pemekaan), menjaga persekitaran kimpalan kering, dan menggunakan teknologi kimpalan sempit.
Pengurusan Tekanan Sisa: Kaedah lubang buta dan kaedah lekukan dapat menguji tekanan sisa kimpalan dengan tepat. Koefisien penentukuran perlu digabungkan dengan penentukuran sebenar dan bukannya pengiraan teoritis untuk memastikan kebolehpercayaan data.
4. Kes Permohonan Khas
Bidang Kuasa Nuklear: Laluan penyebaran retak aloi 52m berasaskan nikel yang berbeza-beza perlu diberi perhatian. Retak mudah untuk memesongkan bahan kekuatan rendah, dan prosedur penilaian perlu diselaraskan dalam kombinasi dengan ketidakcocokan kekuatan bahan.
Persekitaran Suhu Ultra-rendah: Kimpalan Gas-Cored Fluxed (FCAW-G) berjaya digunakan untuk kimpalan -196 ijazah aloi incoloy 825, dan ketahanan impak bersama memenuhi standard, memenuhi keperluan peralatan gas asli cecair.
Kimpalan plat komposit: Teknologi pelapisan elektrod elektrod jalur dapat meningkatkan rintangan kakisan intergranular dari plat komposit berasaskan nikel bimetallic, sambil memastikan kekuatan bahan asas.
5. Arah Penyelidikan Masa Depan
Penyelidikan semasa memberi tumpuan kepada kimpalan rasuk bertenaga tinggi, analisis tingkah laku antara muka bahan yang berbeza, dan simulasi numerik proses kimpalan. Sebagai contoh, teknologi pelapisan laser boleh membaiki memakai bahagian aloi suhu tinggi, dan sendi yang dikimpal dari aloi berasaskan nikel dan paip komposit keluli karbon telah melepasi kakisan intergranular dan ujian harta mekanikal, menyediakan penyelesaian baru untuk keadaan kerja keras.
Kesimpulan
Kemajuan teknologi kimpalan aloi nikel bergantung kepada pembangunan sains bahan yang diselaraskan, pengoptimuman proses dan teknologi pengesanan. Pada masa akan datang, dengan populalisasi peralatan kimpalan pintar dan pembangunan bahan kimpalan baru, kecekapan dan kualiti kimpalan aloi nikel akan diperbaiki lagi, mempromosikan peningkatan industri pembuatan mewah.
