Bagaimana Untuk Mengawal Kualiti Kimpalan Untuk Penempaan Superalloy?

Penempaan aloi super menampilkan sifat mekanikal suhu tinggi yang sangat baik dan berfungsi sebagai komponen galas beban teras untuk peralatan kuasa. Namun begitu, mengandungi unsur-unsur seperti aluminium, titanium, niobium dan molibdenum, ia terdedah kepada keretakan di zon terjejas haba kimpalan dan dikelaskan sebagai bahan yang sukar dikimpal. Turbin gas aeronautik mengenakan keperluan kebolehpercayaan yang tinggi pada komponen.

 

 

1. GTAW/TIG

Sebagai kaedah yang paling biasa digunakan, ia menyampaikan arka elektrik yang stabil dan input haba yang boleh dikawal. Ia terpakai kepada kimpalan laluan akar, kimpalan berbilang laluan bagi bahagian tebal dan kerja pembaikan untuk penempaan berasaskan nikel termasuk GH4169 dan GH536. Elektrod arus terus positif dan pelindung argon pada kedua-dua bahagian hadapan dan belakang diguna pakai. Kecekapan kimpalannya agak rendah, dan keretakan pencairan cenderung berlaku di zon yang terjejas haba.

 

2.PAW

Ia mempunyai tenaga pekat dan kedalaman penembusan yang besar, dengan pembakaran aloi yang kurang berbanding dengan kimpalan TIG. Ia boleh mencapai penembusan penuh satu laluan untuk bahan kerja sederhana tebal. Walau bagaimanapun, ia memerlukan ketepatan pemasangan yang tinggi dan mempunyai tetingkap proses yang sempit. Input haba yang tidak betul boleh mencetuskan rekahan pencairan sempadan butiran. Ia sesuai untuk pengeluaran besar-besaran.

 

3. Kimpalan Laser / Rasuk Elektron

Dicirikan oleh ketumpatan tenaga yang tinggi dan herotan kimpalan yang rendah, ia boleh menghalang rekahan pencairan dan sesuai dengan komponen berdinding nipis dengan ketepatan. Kimpalan rasuk elektron merealisasikan kimpalan bebas pengoksidaan di bawah keadaan vakum, manakala kimpalan laser memudahkan operasi automatik. Kelemahan termasuk kos peralatan yang tinggi dan keperluan ketat untuk jurang pemasangan; keliangan mudah timbul dalam jahitan kimpalan. Pembersihan permukaan yang menyeluruh diperlukan sebelum mengimpal.

 

4. Kimpalan Keadaan Pepejal

Untuk kimpalan geseran inersia, logam asas kekal tidak bercantum, jadi kecacatan seperti retakan pemejalan dan fasa Laves dapat dielakkan. Ia adalah proses pilihan untuk cakera turbin dan penempaan aci berputar. Kimpalan resapan boleh digunakan untuk aloi yang berbeza dan komponen nipis ketepatan tanpa kimpalan logam pengisi, namun ia mempunyai kitaran pemprosesan yang panjang dan keperluan yang sangat tinggi untuk kualiti pemesinan permukaan.

 

5. Kimpalan Arka Logam Berlindung Gas dan Kimpalan Arka Logam Manual

Kimpalan arka logam terlindung gas menawarkan kecekapan tinggi dan digunakan untuk kawasan yang tidak kritikal. Kimpalan arka logam manual membolehkan pembaikan mudah di tapak, namun mengalami kesan perisai yang lemah dan risiko kecacatan yang tinggi. Penggunaannya dihadkan untuk penempaan galas beban utama turbin gas aeronautik, dan kimpalan TIG diutamakan.

 

 

1. Retak Pencairan

Di bawah kitaran terma kimpalan, fasa takat lebur rendah pada sempadan butiran dalam zon terjejas haba cair menjadi filem cecair. Tertakluk kepada tegasan kimpalan, keretakan antara butiran berlaku. Ia adalah kecacatan biasa dalam aloi super berasaskan nikel yang diperkukuh kerpasan.

 

2. Panaskan Semula Retak

Semasa rawatan haba selepas kimpalan atau perkhidmatan suhu tinggi, fasa pengukuhan mendakan di dalam bijirin dan menjana tekanan. Kekuatan sempadan butiran yang tidak mencukupi menimbulkan retakan antara butiran.

 

3. Keliangan dan Kemasukan Sanga

Keliangan terbentuk apabila hidrogen dan nitrogen diserap ke dalam kolam cair, disebabkan oleh penyingkiran kotoran minyak, sisik oksida dan lembapan yang tidak mencukupi pada permukaan alur, gas pelindung yang tidak tulen, atau pelindung bahagian belakang yang gagal. Kemasukan sanga oksida timbul daripada penyingkiran sanga antara laluan yang tidak lengkap.

 

4. Kerpasan Fasa Rapuh

Sebagai contoh, pengasingan niobium menjana fasa Laves semasa kimpalan GH4169, yang merendahkan prestasi kemuluran, keliatan dan kelesuan sambungan yang dikimpal. Ini disebabkan terutamanya oleh input haba yang berlebihan dan kadar penyejukan yang perlahan.

 

5. Kasar Bijian

Butiran logam asas tempaan yang ditapis dengan menempa tumbuh kasar di zon terjejas haba di bawah pendedahan suhu tinggi yang berpanjangan semasa mengimpal, yang menjejaskan sifat mekanikal sambungan dikimpal.

 

 

1. Pra-kimpalan

Sahkan spesifikasi bahan dan kecacatan yang wujud pada penempaan. Pilih logam pengisi padan yang tahan retak dan pastikan ia kalis lembapan. Alur kimpalan mesin, dan keluarkan bahan cemar seperti kotoran minyak dan lapisan oksida dalam sekurang-kurangnya 20 mm pada kedua-dua belah alur. Lengkapkan kelayakan prosedur kimpalan dan pastikan pengimpal memegang sijil yang sah.

 

2. Proses Kimpalan

Jalankan kimpalan manik sempit dengan ayunan elektrod sedikit. Kawal input haba dan suhu antara laluan untuk mengurangkan pengasingan unsur dan pencairan sempadan butiran. Bersihkan filem oksida dan jalankan pemeriksaan visual selepas menamatkan setiap pas kimpalan. Rekod parameter kimpalan untuk mencapai kebolehkesanan.

 

3. Rawatan Haba selepas kimpalan

Melegakan tekanan baki kimpalan dan memulihkan sifat mekanikal sambungan yang dikimpal. Lakukan rawatan penyelesaian ditambah rawatan penuaan mengikut spesifikasi aloi. Kawal parameter pemanasan, penyejukan dan penahan dengan ketat untuk mengelakkan kekasaran butiran atau pelepasan tekanan yang tidak mencukupi.

 

4. Pemeriksaan selepas kimpalan

Menjalankan pemeriksaan visual untuk pembentukan kimpalan dan kecacatan permukaan. Gabungkan ujian penembusan (PT), ujian zarah magnetik (MT), ujian ultrasonik (UT) dan ujian radiografik (RT) untuk pemeriksaan tidak merosakkan. Bagi komponen kritikal, pemeriksaan metalografi tambahan, ujian tegangan dan ujian pecah tegasan hendaklah dilakukan. Ukur herotan kimpalan dan lakukan pembetulan apabila perlu.

 

 

Ruihang, sebagai pengeluar langsung produk titanium, membekalkan bahan mentah berkualiti optimum untuk pengeluaran komponen ketepatan anda. Jika anda mempunyai sebarang keperluan pembelian tentang bar/plat aloi titanium, sila hubungi kami melalui e-mel:Sam.Rui@bjrh-titanium.com