Презентація на тему:
Регулювання тепловкладення і тріщиностікості нікелевих сплавів при дуговому наплавленні

Шинкарьова А.А., доц. Гетманець С.М. Регулювання тепловкладення і тріщиностікості нікелевих сплавів при дуговому наплавленні

Нікелеві сплави. Хімічний склад обраних матеріалів. Використані процеси зварювання. Вибір захисного газу. Проведення дослідів. Наплавлення у захисному газі 50% Не, 550 ppm CO2, решта Ar. Наплавлення у захисному газі 30% Не, 2% Н2, 550 ppm CO2, решта Ar. Висновки. Зміст

Області використання наплавлення однорідних нікелевих сплавів: При усуненні дефектів При сануванні При удосконаленні При модифікуванні Проблеми при наплавленні нікелевих сплавів: Гарячі тріщини Інтерметалічні фази Несплавлення Нікелеві сплави Лопать пропеллеру наплавлена за допомогою СMT-процесу. Гарячі тріщини у наплавленому шарі з alloy 625.

Хімічний склад обраних матеріалів Основний матеріал Ni Cr Fe C Mn Si Mo Co Al Ti P S Cu інші NiCr22Mo9Nb (alloy 625) ХН58В (ЭП795) 61,20 21,33 4,47 0,021 0,09 0,21 8,62 0,09 0,14 0,20 0,005 0,01 0,02 Nb: 3,32 Ta: 0,01 Присадковий матеріал Ni Cr Fe C Mn Si Mo Al Ti P S Cu інші S Ni 6625 (Thermanit 625) 64,20 22,42 0,406 0,007 0,02 0,08 8,89 0,095 0,202 0,002 0,001 0,019 Nb: 3,32 Ta: 0,01

Для імпульсно-дугового зварювання характерно: Базовий струм 30-40 А, під час якого розігрівається електрод. Струм-імпульсу 400-500 А, що забезпечує відрив краплі і стабілізує дугу. Втрати на розбризкування знижуються до 0,3 %. Імпульсно-дугове наплавлення (ILB) Діапазон потужності різних видів зварювальної дуги. KLB- з короткими замиканнями, ÜLB- перехідна дуга, SLB- струменева дуга.

Характерно для CMT є: Діскретний механізм подачі дроту Малий зварювальний струм Малий тепловклад Зварювання з малим розбризкуванням Cold Metal Transfer (CMT)

Puls-Mix є комбінацією з CMT-процесу та звичайного імпульсного зварювання. Puls-Mix

Безпосередньо перед повторним запаленням зварювальної дуги зварювальний струм падає за менш ніж 1 мс Наступний імпульс розплавлення забезпечує рівномірно великий зріджений кінчик електродного дроту Дуже м'яке повторне запалення з малим енерговкладенням та розбризкуванням СoldArc

Вплив захисних газів на зовнішній кут переходу шву до зовнішнього металу при СМТ- та Puls-Mix-процесах

Проведення дослідів A, B, C – Положення проб Виконання першого проходу вздовж усієї пластини. Наплавлення наступних 5 проходів на 110 мм довжини пластини. Вилучення проб з кожного наплавленого блоку.

Таблиця: Погонна енергія Eeff [кДж/см] при різних параметрах зварювання Наплавлення у захисному газі 50% Не, 550 ppm CO2, решта Ar 1 мм 1 см 1 мм 1 мм СМТ Puls-Mix СoldArc 1 см Візуальний контроль Краско-капілярний контроль Процес Матеріал CMT Puls-Mix ColdArc ILB S Ni 6625 (Ø 1,0 мм) на alloy 625 4,09 5,17 - 4,15

Частинки розподілені нерівномірно. Гарячі тріщини проходять вздовж концентрацій випадінь. Несплавлення відсутні. Металографічні дослідження Гарячі тріщини у наплавленому шарі з S Ni 6625 при наплавленні на різних параметрах наплавлення Гарячі тріщини Випадіння 2 мм

EDX-аналіз часток у матриці показує підвищений вміст Nb, Mo та C. Такий склад випадінь у alloy 625 характерний для карбідів. Електронноструменева мікроскопія Спектральний аналіз матриці Спектральний аналіз випадінь

Таблиця: Погонна енергія Eeff [кДж/см] зі швидкістю зварювання vзв = 65 см/хв та швидкістю подачі дроту vдр = 6,0м/хв Наплавлення у захисному газі 30% Не, 2% Н2, 550 ppm CO2, решта Ar I Несплавлення Несплавлення 1 см 1 см Візуальний контроль Краско-капілярний контроль 1 мм 1 мм 1 мм 1 мм СМТ СoldArc Puls-Mix ILB Процес Матеріал CMT Puls-Mix ColdArc ILB S Ni 6625 (Ø 1,0 мм) на alloy 625 2,54 2,14 3,49 2,29

Таблиця: Погонна енергія Eeff [кДж/см] зі швидкістю зварювання vзв = 40 см/хв та швидкістю подачі дроту vдр = 6,0м/хв 1 см 1 см Візуальний контроль Краско-капілярний контроль Наплавлення у захисному газі 30% Не, 2% Н2, 550 ppm CO2, решта Ar II Процес Матеріал CMT Puls-Mix ColdArc ILB S Ni 6625 (Ø 1,0 мм) на alloy 625 4,55 3,86 4,19 3,93

Випадіння невеликих розмірів і розподілені досить рівномірно. Гарячі тріщини відсутні. Велика кількість несплавлень у більшості наплавлень. Металографічні дослідження Несплавлення

EDX-аналіз часток у матриці показує підвищений вміст Nb і Mo та знижену кількість Fe. Такий склад випадінь у alloy 625 характерний для Лавес фази. Електронноструменева мікроскопія Спектральний аналіз матриці Спектральний аналіз випадінь

Значення твердості тим більше чим нижчий тепловклад. Твердість нижніх слоїв вища ніж твердість верхніх слоїв. Кількість несплавлень Верхня лінія вимірювання Середня лінія вимірювання Нижня лінія вимірювання Основний метал

Використання газу з 50 % Не/ 550 ppm CO2/ решта Ar неможливе, через утворення великої кількості гарячих тріщин. На відміну від літературних даних тріщини проходили вздовж частинок з підвищеним вмістом Mo, Nb та С (можливо карбідів). При використанні газу 30 % Не/ 2% Н2/ 550 ppm CO2/ решта Ar та “холодних” СМТ- та ColdArc-процесів утворюється велика кількість несплавлень При використанні газу 30 % Не/ 2% Н2/ 550 ppm CO2/ решта Ar та імпульсно-дугового наплавлення не утворюється ні тріщин, ні несплавлень, а випадіння (можливо Лавес фаза) мають невеликий розмір і рівномірно розподілені. Висновки

Окрема подяка Otto-von-Guericke університету м. Магдебург за співпрацю і надання матеріалів та устаткування Дякую за увагу!