Geavanceerde Nikkel Lassen Automatisering met Robotica

Nikkel en Cobalt Legeringen:

Nikkel en Cobalt basislegeringen zijn twee warmtebestendige lasmaterialen die vaak samen gegroepeerd worden omdat ze voor soortgelijke doeleinden gebruikt worden. Van warmtebestendigheid tot corrosiebestendigheid, Nikkel en Cobalt basislegeringen, ook wel superlegeringen genoemd, zijn de belangrijkste van de warmtebestendige klasse.

Warmtebestendige legeringen zijn metalen ontwikkeld om de strenge omstandigheden in dienst bij verhoogde temperaturen te weerstaan waar andere meer gangbare materialen zouden falen.

Welke kenmerken zijn vereist zelfs wanneer niet lassen van warmtebestendige materialen?

• Weerstand tegen oxidatie en schilvorming, adequate mechanische eigenschappen en weerstand bij hoge temperatuur, zowel voor korte tijd (hete treksterkte) als lange tijd (kruipweerstand).
• Stabiliteit met de tijd. De strenge dienstomstandigheden die deze materialen beïnvloeden kunnen veranderingen in structuur en eigenschappen induceren, met verdere vorming van scheuren.
• Ductiliteit en weerstand tegen hoge temperatuur interkristallijne aanval (IGA) zijn ook belangrijk. Lassen van warmtebestendige legeringen mag deze eigenschappen niet degraderen.

IJzer Basis Legeringen

Warmtebestendige toepassingen worden niet als stalen beschouwd omdat hun gedrag vergelijkbaar is met andere typen materialen. Hun samenstelling is complex en bevat belangrijke percentages nikkel en chroom, met andere elementen toegevoegd voor speciale eigenschappen.

Nikkel of Cobalt Basis Legeringen

Andere warmtebestendige materialen omvatten legeringen wier basismetaal nikkel of cobalt is, terwijl hun samenstelling gewijzigd wordt door de toevoeging van andere verschillende elementen voor speciale doeleinden.

Het legeren van basismetalen zoals bovenstaand met diverse elementen produceert verschillende klassen materialen. Die welke hun eigenschappen uitsluitend afleiden van hun samenstelling en niet vatbaar zijn voor verbetering door warmtebehandeling worden aangeduid als verhard door vaste oplossing. Lassen van warmtebestendige materialen van dit type is eenvoudig uitgevoerd. Typisch IJzer basis van dit type heet N-155 (of Multimet). Typisch Nikkel basis zijn Inconel 600 en Hastelloy X. Typisch Cobalt basis zijn L-605 (of HS-25) en S-816.

Andere klassen, genaamd verhardbaar door oplossing en uitvalling (of veroudering) processen, reageren op warmtebehandeling vanwege subtiele reacties die hun microstructuur wijzigen, plaatsvindend tijdens verwarmen en afkoelen. Typisch IJzer basissen van dit type zijn A-286 en Incoloy 901. Typisch Nikkel basis is Waspaloy.

Een andere klasse materialen, met een grote set eigenschappen gemeen met de bovenstaande besproken, worden corrosiebestendige legeringen genoemd, ontworpen om aanval door aggressive chemicaliën te weerstaan, met of zonder de invloed van supergeponeerde hitte.

Wanneer beschouwd als basismetalen, hebben Nikkel en cobalt een set interessante eigenschappen die ze nuttig maken voor verhoogde temperatuure toepassingen vanwege hun warmtebestendigheid, met name voor gasturbines, ovenaccessoires, warme chemische verwerkingssystemen, en ook voor corrosiebestendige toepassingen.

Lassen van Warmtebestendige Legeringen

Als algemene regel moet lassen van warmtebestendige materialen uitgevoerd worden in hun meest ductiele toestand, vaak aangeduid als de gegloeide of oplossing-behandelde toestand.
Nikkel is een ductiel metaal element gebruikt voor legeren van stalen en roestvrije stalen, en als zodanig wijzigt het de eigenschappen van de betrokken legeringen. Als basismetaal wordt het gebruikt voor zijn opmerkelijke weerstand tegen hitte en corrosie. In het bijzonder kan het verhoogde weerstand tegen spanning onder hitte ontwikkelen, zowel in gegoten als gesmeerde vorm, wanneer gelegeerd en behandeld zoals nodig.

Nikkel basis materialen worden geselecteerd voor hun corrosiebestendigheid en verhoogde temperature eigenschappen, met adequate warmtebehandelingen. Hoewel gedekt door specificaties, zijn ze meestal bekend bij commerciële namen. Legeringen verhard door Vaste Oplossing zijn gemakkelijk te lassen in gegloeide toestand. Uitrekking verhardbare legeringen in gesmeerde vorm zijn gelast in oplossing-behandelde toestand, gevolgd door warmtebehandeling zoals vereist. Van de lasbare gesmeerde legeringen namen kunnen we een paar noemen: Hastelloy B, C, C276, N, X, Inconel 600, 601, 625, Rene 41.

Cobalt is ook een ductiel metaal. Het wordt gebruikt als een groot legeringselement voor een brede selectie van speciale doeleinden materialen. Als basismetaal, gelegeerd met andere elementen, is zijn belangrijkste eigenschap de mogelijkheid om oxidatie en schilvorming bij verhoogde temperatuur te weerstaan, hoewel het alleen beperkte sterkte op hoge temperatuur ontwikkelt.

Cobalt basis materialen hebben enigszins verschillende samenstellingen afhankelijk van of ze in gegoten of gesmeerde vorm zijn. Enkele van de gegoten legeringen zijn bekend onder de volgende namen: HS 21, X 40 (Stellite 31), G 34, Mar M 509, en FSX 414.

Algemene Gesmeerde Legeringen Omvatten: S 816, L605 (HS 25), HS 188, Mar M 918, en G 32 B. Al deze hebben ongeveer 20% Chroom en sommige karbidevormende elementen zoals Niobium, Tantalum, Zirconium, Vanadium. Koolstofinhoud is 0,25-1,0% voor gietlegeringen en 0,05-0,4% voor gesmeerde legeringen.

Lassen

Alle grote lasprocessen zijn toepasbaar, met uitzondering van mogelijk de oxyacetyleen methode die niet aanbevolen wordt omdat het gebruik van fluxes complicaties introduceert die niet aanwezig zijn met andere technieken.

Wrijving lassen kan gebruikt worden voor lassen van warmtebestendige materialen. Voor die hun eigenschappen verkrijgen door oplossing en uitvalling verharding, moet men zich bewust zijn van de invloed van de laswarmte op de eigenschappen in de onmiddellijke omgeving van de naad. Als het resultaat van verminderde sterkte niet bezwaren oproept, zijn er geen andere beperkende overwegingen.

Weerstandslassen, zowel vlek als naad wordt breed gebruikt voor lassen van warmtebestendige legeringen. In het bijzonder veel warmtebestendige bladmetaal items, zoals verbranderslijners, vlamhouders en veel andere elementen van moderne gasturbine motoren en van andere warme werkende machineonderdelen worden als productie- of reparatieprocedures vlek en naad gelast, veel op dezelfde manier als met meer actuele roestvrije stalen.

Het moet worden opgemerkt dat in veel gevallen booglassen van warmtebestendige legeringen scheuren kan produceren, vooral in die verhard door oplossing en uitvalling warmtebehandelingen, tijdens lassen of tijdens warmtebehandeling: daarom moet veel aandacht besteed worden aan het vermijden van scheuren door geschikte procedures te ontwikkelen. Alle booglasserprocessen kunnen gebruikt worden, maar sommige zijn beter geschikt dan andere afhankelijk van de dikte van de materialen.

Gas Wolfraam Booglassen van warmtebestendige legeringen is het beste voor dunne secties. Het is goede praktijk om vasten te hebben die de elementen houden met een achterste koperen staaf met kleine gaten aanliggend in een groef door waar een dunne stroom argon wordt geleverd.

Vulmetaalsamenstellingen voor lassen van warmtebestendige legeringen moeten compatibel zijn met die van het basismetaal en van zo'n ductiliteit om maximale vrijheid van scheuren te bieden bij het overwegen van de verteringsratio van vul- tot basismetaal.

Voordat warmtebestendige uitvalling verhardbare legeringen gelast worden, moeten ze ontheven worden van alle vorm- of buigspanningen door een geschikte procesgloeïng warmtebehandeling, mogelijk in een vacuum of gecontroleerde atmosfeer oven om oxidatie te voorkomen. Indien nodig, moet her-oplossing en uitvalling (veroudering) behandeling onmiddellijk na het lassen volgen. Schilded Metaal Booglassen wordt soms gebruikt voor vaste oplossing versterkte warmtebestendige legeringen, maar wordt niet gebruikt voor oplossing en uitvalling verhardde.

Defecten Controleren

Van de defecten die waarschijnlijk in dit type lassen van warmtebestendige legeringen verschijnen, wordt porositeit gecontroleerd door correct schoonmaken voor het lassen en het verwijderen van oppervlaktecontaminatie. Het schoonmaken van het werkstuk en het vulmetaal voor het lassen van warmtebestendige legeringen is kritiek. Scheuren van elk type, in het las of in het basismetaal, worden nooit geaccepteerd. Naadontwerp moet spanningsconcentratie en multi-assiale spanningen vermijden. Hoge warmteinvoer die grote resterende krimpspanningen produceert kan ook een oorzaak zijn voor scheuren.

Hoge energie lassen van warmtebestendige legeringen presenteert diverse niveaus van lasbaarheid afhankelijk van de maat van beperking die de onderdelen ondergaan tijdens het lassen. Zelfs nikkel gietlegeringen, die normaal zeer lage lasbaarheid vertonen, kunnen elektronenstraal gelast worden voor niet-vereiste toepassingen.

Als u geïnteresseerd bent in het automatiseren van een nikkel of cobalt lasapplicatie, neem contact op met ons team op 877-762-6881 of vul een contactformulier in en onze ingenieurs kunnen de beste opties voor uw procesvereisten uitwerken.