이종 금속 용접 영역의 구성 및 성능과 같이 이종 금속 용접의 개발을 방해하는 몇 가지 고유한 문제가 있습니다.이종금속 용접구조물에 대한 손상의 대부분은 융합영역에서 발생한다.융합 영역 근처의 각 섹션에서 용접의 결정화 특성이 다르기 때문에 성능이 저하되고 조성이 변화하는 전이층을 형성하기 쉽습니다.
또한 고온에서 오랜 시간이 지나면 이 부분의 확산층이 팽창하여 금속의 불균일이 더욱 증가하게 됩니다.또한, 이종 금속을 용접할 때나 용접 후 열처리 또는 고온 작업을 수행할 때 저합금측 탄소가 용접 경계를 통해 고합금 용접부로 "이동"하여 표면에 탈탄층을 형성하는 경우가 종종 있습니다. 퓨전 라인의 양쪽.그리고, 침탄층인 모재는 저합금측에 탈탄층을 형성하고, 고합금 용접측에는 침탄층을 형성한다.
이종 금속 구조의 사용 및 개발에 대한 장애물과 장벽은 주로 다음 측면에서 나타납니다.
1. 실온에서 이종 금속의 용접 접합 부위의 기계적 특성(예: 인장, 충격, 굽힘 등)은 일반적으로 용접할 모재의 기계적 특성보다 우수합니다.그러나 고온에서 또는 고온에서 장기간 작동한 후에는 접합부 성능이 모재에 비해 떨어집니다.재료.
2. 오스테나이트 용접부와 펄라이트 모재 사이에 마르텐사이트 전이 영역이 있습니다.이 영역은 인성이 낮고 경도가 높은 취성층입니다.이는 부품 고장 및 손상을 일으키는 취약지대이기도 합니다.용접 구조가 줄어 듭니다.사용의 신뢰성.
3. 용접후열처리나 고온조작시 탄소이동으로 인해 융착라인 양쪽에 침탄층과 탈탄층이 형성됩니다.일반적으로 탈탄층의 탄소 감소는 해당 영역의 구조 및 성능에 큰 변화(일반적으로 저하)를 초래하여 이 영역을 사용 중 조기 고장이 발생하기 쉬운 것으로 믿어집니다.사용 중이거나 테스트 중인 많은 고온 파이프라인의 고장 부분은 탈탄층에 집중되어 있습니다.
4. 고장은 시간, 온도, 교번응력 등의 조건과 관련이 있습니다.
5. 용접 후 열처리는 접합 부위의 잔류 응력 분포를 제거할 수 없습니다.
6. 화학적 조성의 불균일성.
이종 금속을 용접할 때 용접 양면의 금속과 용접의 합금 조성이 명백히 다르기 때문에 용접 과정에서 모재와 용접 재료가 녹아 서로 혼합됩니다.혼합의 균일성은 용접 공정의 변화에 따라 변경됩니다.용접 조인트의 위치에 따라 변화와 혼합 균일성이 매우 달라져 용접 조인트의 화학적 조성이 불균일해집니다.
7. 금속 조직의 불균일성.
용접 이음부의 화학적 조성의 불연속성으로 인해 용접 열주기를 경험한 후 용접 이음부의 각 영역에 서로 다른 구조가 나타나며 일부 영역에서는 매우 복잡한 조직 구조가 나타나는 경우가 많습니다.
8. 이행의 중단.
용접 조인트의 화학적 조성과 금속 조직 구조의 차이로 인해 용접 조인트의 기계적 특성이 달라집니다.용접 조인트를 따라 다양한 영역의 강도, 경도, 가소성, 인성, 충격 특성, 고온 크리프 및 내구성 특성이 매우 다릅니다.이러한 심각한 불균일성은 용접 조인트의 서로 다른 영역이 동일한 조건에서 매우 다르게 동작하게 만들어 약한 영역과 강화된 영역이 나타납니다.특히 고온 조건에서는 서비스 과정에서 이종 금속 용접 조인트가 사용됩니다.조기 실패가 자주 발생합니다.
이종금속 용접시 용접방법의 특성
대부분의 용접 방법은 이종 금속을 용접하는 데 사용할 수 있지만 용접 방법을 선택하고 공정 조치를 공식화할 때 이종 금속의 특성을 고려해야 합니다.모재 및 용접 조인트의 다양한 요구 사항에 따라 융합 용접, 압력 용접 및 기타 용접 방법이 모두 이종 금속 용접에 사용되지만 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다.
1. 용접
이종금속 용접에 가장 일반적으로 사용되는 융착용접 방법으로는 전극아크용접, 서브머지드아크용접, 가스실드아크용접, 일렉트로슬래그용접, 플라즈마아크용접, 전자빔용접, 레이저용접 등이 있다. 다양한 금속 모재의 용융량 비율을 조정하거나 제어하는 방법, 전자빔 용접, 레이저 용접, 플라즈마 아크 용접 및 열원 에너지 밀도가 더 높은 기타 방법을 일반적으로 사용할 수 있습니다.
침투 깊이를 줄이기 위해 간접 아크, 스윙 용접 와이어, 스트립 전극 및 추가 무통전 용접 와이어와 같은 기술적 조치를 채택할 수 있습니다.그러나 융합 용접인 한 모재의 일부는 항상 용접부로 녹아 희석을 유발합니다.또한, 금속간 화합물, 공융 물질 등도 형성됩니다.이러한 부작용을 완화하기 위해서는 액체 또는 고온 고체 상태에서 금속의 체류 시간을 제어하고 단축해야 합니다.
그러나 용접 방법 및 공정 조치의 지속적인 개선과 개선에도 불구하고 금속 유형이 다양하고 성능 요구 사항이 다르며 접합 형태가 다르기 때문에 이종 금속을 용접할 때 모든 문제를 해결하는 것은 여전히 어렵습니다.많은 경우 특정 이종 금속 조인트의 용접 문제를 해결하기 위해 압력 용접 또는 기타 용접 방법을 사용해야 합니다.
2. 압접
대부분의 압접법은 용접할 금속을 소성상태로 가열하기만 하거나 가열하지 않는 경우도 있으나 일정한 압력을 가하는 것을 기본으로 하고 있습니다.융합 용접과 비교하여 압력 용접은 이종 금속 조인트를 용접할 때 확실한 장점이 있습니다.조인트 형태가 허용되고 용접 품질이 요구 사항을 충족할 수 있다면 압력 용접이 더 합리적인 선택인 경우가 많습니다.
압력 용접 중에 서로 다른 금속의 경계면이 녹을 수도 녹지 않을 수도 있습니다.그러나 압력의 영향으로 표면에 용융 금속이 있더라도 압출 및 배출됩니다 (플래시 용접 및 마찰 용접 등).압접(점용접 등) 후에 일단 용융된 금속이 남아 있는 경우는 극히 일부에 불과합니다.
압접은 가열되지 않거나 가열 온도가 낮기 때문에 모재의 금속 특성에 대한 열 사이클의 악영향을 줄이거 나 피할 수 있으며 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 생성을 방지할 수 있습니다.일부 형태의 압력 용접은 접합부에서 생성된 금속간 화합물을 압착할 수도 있습니다.또한, 압접시 희석으로 인한 용접금속의 성질변화의 문제도 없다.
그러나 대부분의 압력 용접 방법에는 접합 형태에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.예를 들어, 스폿 용접, 심 용접, 초음파 용접에서는 랩 조인트를 사용해야 합니다.마찰 용접 중에 적어도 하나의 공작물은 회전체 단면을 가져야 합니다.폭발 용접은 넓은 면적의 연결에만 적용 가능합니다. 압력 용접 장비는 아직 대중적이지 않습니다.이는 의심할 여지 없이 압력 용접의 적용 범위를 제한합니다.
3. 기타 방법
융합 용접 및 압력 용접 외에도 이종 금속을 용접하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다.예를 들어 브레이징(Brazing)은 용가재와 모재 사이에 이종 금속을 용접하는 방법이지만 여기서 논의하는 것은 좀 더 특수한 브레이징 방법이다.
융합 용접 브레이징(Fusion Welding-Brazing)이라는 방법이 있는데, 이종 금속 접합부의 저융점 모재측을 융착하고, 고융점 모재측을 브레이징하는 것이다.그리고 일반적으로 땜납으로는 저융점 모재와 동일한 금속을 사용합니다.따라서 브레이징 용가재와 저융점 모재간의 용접공정은 동일한 금속이므로 특별한 어려움은 없다.
브레이징 공정은 용가재와 고융점 모재 사이에서 이루어집니다.모재는 녹거나 결정화되지 않아 많은 용접성 문제를 피할 수 있지만, 용가재는 모재를 잘 적실 수 있어야 합니다.
또 다른 방법은 공융 브레이징 또는 공융 확산 브레이징이라고 합니다.이는 서로 다른 금속의 접촉면을 특정 온도까지 가열하여 두 금속이 접촉면에서 저융점 공융을 형성하도록 하는 것입니다.저융점 공융은 이 온도에서 액체이며 본질적으로 외부 납땜이 필요 없는 일종의 납땜이 됩니다.브레이징 방법.
물론 이를 위해서는 두 금속 사이에 저융점 공융 물질이 형성되어야 합니다.이종 금속의 확산 용접 시 중간층 재료를 첨가하고 중간층 재료를 매우 낮은 압력에서 가열하여 녹이거나 용접할 금속과 접촉하여 저융점 공융을 형성합니다.이때 형성된 얇은 액체층은 일정기간 보온과정을 거쳐 중간층 소재를 녹이게 됩니다.중간층 재료가 모두 모재로 확산되어 균질화되면 중간재료가 없는 이종 금속 접합이 형성될 수 있습니다.
이러한 유형의 방법은 용접 공정 중에 소량의 액체 금속을 생성합니다.따라서 액상전이용접이라고도 한다.공통점은 조인트에 주조 구조가 없다는 것입니다.
이종금속 용접시 주의사항
1. 용접물의 물리적, 기계적 특성 및 화학적 조성을 고려하십시오.
(1) 등강도 관점에서 모재의 기계적 성질에 맞는 용접봉을 선택하거나, 모재의 용접성을 비등강하고 용접성이 좋은 용접봉과 결합하되 모재의 구조적 형태를 고려한다. 동일한 강도를 충족하도록 용접합니다.강도 및 기타 강성 요구 사항.
(2) 합금 조성을 모재와 일치하거나 유사하게 만드십시오.
(3) 모재에 C, S, P 유해 불순물이 많이 함유되어 있는 경우에는 내균열성, 내다공성이 우수한 용접봉을 선택해야 합니다.칼슘 티타늄 산화물 전극을 사용하는 것이 좋습니다.그래도 해결이 안되면 저수소나트륨계 용접봉을 사용하시면 됩니다.
2. 용접물의 작업 조건 및 성능을 고려하십시오.
(1) 베어링 동적 하중 및 충격 하중 조건에서는 강도 보장 외에도 충격 인성 및 연신율에 대한 요구 사항이 높습니다.저수소형, 칼슘티타늄형, 산화철형 전극을 동시에 선택해야 합니다.
(2) 부식성 매체와 접촉하는 경우 매체의 종류, 농도, 작동 온도, 일반 의류인지 입계 부식인지 여부에 따라 적절한 스테인리스강 용접봉을 선택해야 합니다.
(3) 마모상태에서 작업할 경우에는 일반마모인지 충격마모인지, 상온마모인지 고온마모인지를 구분하여야 한다.
(4) 비온도 조건에서 작업할 경우 저온 또는 고온 기계적 특성을 보장하는 해당 용접봉을 선택해야 합니다.
3. 용접물의 집합적인 형상, 강성, 용접 파단 준비 및 용접 위치의 복잡성을 고려하십시오.
(1) 형상이 복잡하거나 두께가 큰 용접물의 경우 냉각 중 용접 금속의 수축 응력이 크고 균열이 발생하기 쉽습니다.저수소 용접봉, 고인성 용접봉, 산화철 용접봉 등 내균열성이 강한 용접봉을 선택해야 합니다.
(2) 조건에 따라 뒤집을 수 없는 용접부에 대해서는 모든 자세에서 용접이 가능한 용접봉을 선정하여야 한다.
(3) 세척이 어려운 용접부분에는 기공 등의 결함을 방지하기 위해 산화성이 강하고 스케일이나 오일에 둔감한 산성 용접봉을 사용한다.
4. 용접 현장 장비를 고려하십시오
DC 용접기가 없는 곳에서는 DC 전원 공급이 제한된 용접봉을 사용하는 것이 바람직하지 않습니다.대신 AC 및 DC 전원 공급 장치가 있는 용접봉을 사용해야 합니다.일부 강(펄라이트계 내열강 등)은 용접 후 열응력을 제거해야 하지만 장비 조건(또는 구조적 한계)으로 인해 열처리를 할 수 없는 경우도 있습니다.대신 비금속 재료(오스테나이트계 스테인리스강 등)로 제작된 용접봉을 사용해야 하며, 용접 후 열처리는 필요하지 않습니다.
5. 용접 공정 개선 및 근로자 건강 보호를 고려하십시오.
산성 전극과 알칼리성 전극 모두가 요구 사항을 충족할 수 있는 경우에는 산성 전극을 최대한 사용해야 합니다.
6. 노동생산성과 경제적 합리성을 고려하라
같은 성능이라면 알카라인 용접봉 대신 저렴한 산성 용접봉을 사용하도록 노력해야 합니다.산성 용접봉 중에서는 티타늄형과 티타늄-칼슘형이 가장 고가이다.우리나라의 광물자원 상황에 따라 티타늄철의 육성을 적극 추진해야 한다.코팅 용접봉.
게시 시간: 2023년 10월 27일