Niklisulamid laserkeevitus: parameetrid, kaitsegaas ja defektide ennetamise juhend

Laserkeevitus niklisulamid (Inconel 625, 718, Hastelloy C-276) nõuavad täpset soojussisendi (0,5-2,0 kJ/mm) reguleerimist, korralikku kaitsegaasi (kõrge puhtusastmega argooni või argooni-heeliumi segud 15-25 l/min, pinna kuumenemise ja pragunemise vältimine, tihedus ja tihedus). pragunemine. Kiudlaserid (1–6 kW) on nende kiire kvaliteedi ja niklisulamite neeldumisomaduste tõttu eelistatud allikas.

Peamised defektide vältimise meetmed hõlmavad järgmist: keevisõmbluse eellõõmutamine, et vähendada karbiidi sademeid, läbipääsudevahelise temperatuuri reguleerimine alla 150 kraadi C, täitemetalli kasutamine, mis sobib põhisulami keemiaga, ja 100% keevisõmbluse järgse-kontrolli (RT või CT) rakendamine kriitiliste rakenduste jaoks.

1. Laserkeevitus loob kitsamad keevisõmblused väiksemate soojusmõjuga tsoonidega (HAZ) kui kaarkeevitus, vähendades moonutusi ja karbiidi sadestumist niklisulamites.
2. Kiudlaserid (lainepikkusega 1070 nm) on niklisulamist laserkeevituse tööstusstandard, mis pakub 1-6 kW võimsust suurepärase kiire kvaliteediga (BPP < 8 mm-mrad).
3. Kaitsegaas peaks olema kõrge -puhtusastmega argoon (99,999%) või 30–50% heeliumisisaldusega argoon, et tungida sügavamale; voolukiirus 15-25 L/min lamedate asendite korral.
4. Kolm peamist defekti niklisulamiga laserkeevitamisel: poorsus (pinna saastumise või võtmeaugu ebastabiilsuse tõttu), kuumpragunemine (väävli- ja fosforilisanditest) ja vedeldamine (karbiidi lahustumisest HAZ-is).
5. Soojussisend tuleks reguleerida 0,5-2,0 kJ/mm sõltuvalt materjali paksusest; väiksem soojussisend vähendab pragunemistundlikkust, kuid peab tagama täieliku läbitungimise.
6. Eelne{0}}keevituslahuse lõõmutamine (980–1080 kraadi C olenevalt sulamist) vähendab jääkpingeid ja homogeniseerib mikrostruktuuri, vähendades oluliselt pragunemisohtu.
7. Keevitusejärgne kuumtöötlus (PWHT) ei ole üldiselt nõutav tahkete -lahustuvate sulamite (Inconel 625) puhul, kuid see on kohustuslik sademega-kõvenevate sulamite (Inconel 718) puhul.
8. Niklisulamite ja roostevaba terase erinev laserkeevitus on teostatav, kuid selleks on vaja Inconel 625 või 82 täitemetalli ja kontrollitud soojussisendit, et vältida raua lahjenduspragusid.

Miks niklisulamite laserkeevitus?

Laserkeevitus pakub olulisi eeliseid võrreldes tavapärase kaarkeevituseganiklisulamid, sealhulgas 60–80% soojussisendi vähenemine, kitsam HAZ (0,5–1,5 mm vs 3–5 mm TIG puhul), väiksem moonutus ja suurem keevituskiirus (2–10 m/min vs 0,1–0,5 m/min TIG puhul), mistõttu on see ideaalne täppiskomponentide jaoks kosmose-, meditsiini- ja tuumarakendustes.

Niklissulameid kasutatakse laialdaselt nõudlikes rakendustes, mis nõuavad kõrget{0}}temperatuuritugevust, korrosioonikindlust ja väsimust. Nende materjalide ühendamisel annab laserkeevitus ainulaadsed eelised:

• Madal soojussisend: laserkeevitus annab tavaliselt 0,5–2,0 kJ/mm soojussisend, võrreldes 1,5–4,0 kJ/mm GTAW (TIG) puhul. See vähendab karbiidi sademeid HAZ-is, säilitades korrosioonikindluse.
• Minimaalne moonutus: kitsas keevisvann (1-3 mm laius) ja väike HZ tekitavad 60–80% vähem moonutusi kui kaarkeevitus, mis on õhukeseseinaliste komponentide ja täppiskoostude jaoks ülioluline.
• Suur kiirus: Laserkeevituskiirused 2–10 m/min (kiudlaseri puhul) ületavad järsult TIG kiirust 0,1–0,5 m/min, vähendades tootmisaega ja termilist kokkupuudet.
• Elektroodi kontakt puudub: mittekontaktne{0}}protsess välistab volframiga saastumise riski ja võimaldab keeruliste geomeetriliste kujundite keevitamist tala juhtimisega.
• Sügav läbitung: võtmeaugu režiimis laserkeevitus saavutab ühe läbikäiguga kuni 10-15 mm läbitungimise, vähendades mitmekäigulise keevitamise vajadust ja sellega seotud defekte.
• Automatiseerimisvalmidus: laserkeevitus integreerub sujuvalt robotsüsteemide ja{0}}protsessiseirega (OCT, kaamera, püromeeter) reaalajas{1}}kvaliteedikontrolliks.

Rakendused, kus laserkeevitus on eelistatud meetod:

• Lennundus: turbiini kattekomplektid, põlemiskambri vooderdised ja soojusvaheti komponendid, mis nõuavad kitsaid tolerantse ja minimaalset ohutegurit.
• Meditsiiniseadmed: niklisulamist implantaadid ja kirurgilised instrumendid, mis nõuavad täpseid, puhtaid ja saastumata keevisõmblusi.
• Tuumaenergia: kütusekoostu komponendid ja reaktori sisemised osad, kus keevisõmbluse kvaliteet ja jälgitavus on kriitilise tähtsusega.
• Nafta ja gaas: kaetud torude keevisõmbluste katted ja kaevupea komponendid, mis nõuavad kõrget -terviklikkust ja madala lahjendusega keevisõmblusi.
• Elektroonika: niklisulamist lõõtsad, hermeetilised tihendid ja aku klemmid, mis nõuavad peeneid ja täpseid keevisõmblusi.

Laseri tüübid ja seadmete valik

Kiudlaserid (1-6 kW, lainepikkus 1070 nm) on niklisulamist laserkeevituse tööstusstandard, pakkudes parimat kombinatsiooni kiire kvaliteedi, neeldumistõhususe, töökindluse ja kulu vahel. CO2 laserid sobivad paksuse lõiguga keevitamiseks, kuid neil on niklisulamites väiksem neeldumine.

Tabel 1: Laseritüüpide võrdlus niklisulamitega keevitamisel

Miks fiiberlaserid domineerivad niklisulamite keevitamisel:

• Suurem neeldumine: niklisulamid neelavad 35–40% kiudlaseri energiast lainepikkusel 1070 nm, samas kui CO2 laserite puhul 10,6 mikromeetri juures ainult 10–15%, mis tähendab, et kiudlaserid annavad töödeldavale detailile sama võimsuse korral rohkem energiat.
• Kiirekvaliteet: kiudlaserid saavutavad BPP 2-8 mm-mrad, võimaldades väikseid täppide suurusi (50–200 mikronit) täpsete keevisõmbluste jaoks või suuremaid kohti laiemate keevisõmbluste jaoks, mida saab optika abil reguleerida.
• Usaldusväärsus: kiudlaseritel on 100 000+ tundi MTBF (keskmine aeg rikete vahel), mis ületab palju muud laseritüübid, vähendades seisakuid ja hoolduskulusid.
• Paindlikkus: kiudude tarnimine võimaldab hõlpsat integreerimist robotite, skannerite ja keerukate tööriistadega, võimaldades keeruliste 3D-geomeetriate keevitamist.
• Tõhusus: seina{0}pistiku kasutegur on 30–40% (võrreldes 10–15% CO2-ga), vähendades kasutuskulusid ja jahutusvajadusi.

Tavaliste niklisulamite keevitusparameetrid

Laserkeevituse optimaalsed parameetrid varieeruvad sõltuvalt sulamist ja paksusest: 2 mm Inconel 625 puhul kasutage võimsust 2 kW, kiirust 3 m/min, soojussisend 0,67 kJ/mm; 3mm Inconel 718 puhul kasutada 3 kW võimsust, 2 m/min kiirust, 0,90 kJ/mm soojussisendit; alati kinnitage parameetrid protseduuri kvalifikatsiooni (WPQR) kaudu vastavalt ASME IX või ISO 15614 nõuetele.

Tabel 2: Niklisulamite kiudlaserkeevituse soovitatavad parameetrid

Parameetrite optimeerimise juhised:

• Soojussisendi arvutus: soojussisend (kJ/mm)=Võimsus (W) / Kiirus (mm/s) / 1000. Näiteks: 2000W / 50 mm/s / 1000=0.040 kJ/mm. Märkus: laserkeevituse soojussisend on oluliselt väiksem kui kaarkeevitus.
• Läbitungimiskontroll: täielikuks läbitungimiseks ühe läbimisega kasutage võtmeaugu režiimi, mille võimsustihedus on üle 10 MW/cm2. Juhtimisrežiimi (väiksem võimsustihedus) kasutatakse õhukeste lõikude jaoks (<1mm) and when minimum HAZ is required.
• Fookusasend: õhukeste lõikude jaoks keskenduge pinnale (<2mm); focus 1-2mm below the surface for thicker sections to stabilize the keyhole and reduce root defects.
• Keevitusasend: niklisulamite puhul on eelistatud tasane asend. Kui on vaja positsioonilist keevitust, kasutage keevisvanni juhtimiseks impulssrežiimi või madalamat soojussisendit.
• Kiirusvahemik: 2-6 m/min pidevlaine (CW) režiimis; 0,5-2,0 m/min impulssrežiimi puhul. Suuremad kiirused vähendavad soojuse sisendit, kuid liiga kiirel korral võib see põhjustada sulandumise puudumist.

Kaitsegaasi valik ja optimeerimine

Kasutage kõrge -puhtusastmega argooni (99,999%) niklisulamist laserkeevituse peamise kaitsegaasina voolukiirusel 15–25 l/min; lisada 30-50% heeliumi rakenduste jaoks, mis nõuavad sügavamat läbitungimist või suuremat keevituskiirust; Ärge kunagi kasutage kaitsegaasis hapnikku ega CO2, kuna need põhjustavad oksüdeerumist ja poorsust.

Tabel 3: Kaitsegaasi valikud niklisulamist laserkeevitusel

Kaitsegaasi parimad tavad:

• Puhtus: kasutage 99,999% (5N) puhtusega argooni. Madalama puhtusega (99,9%) võib hapnikku ja niiskust sisse viia, põhjustades niklisulamites poorsust ja oksüdatsiooni.
• Voolukiirus: 15-25 l/min tasase asendiga keevitamiseks. Liiga madal (<10 L/min) results in inadequate coverage and oxidation; too high (>30 l/min) põhjustab turbulentsi, mis tõmbab õhku sisse.
• Tarnesüsteem: kasutage laminaarse voolu düüsi läbimõõduga 15-25 mm. Vältige turbulentset voolu alamõõdulistest düüsidest või ülemäärast vooliku pikkust.
• Juurekaitse: Täieliku{0}}läbivusega keevisõmbluste jaoks kasutage juureküljel tugigaasi (puhas argoon) kiirusega 5–10 l/min, et vältida oksüdeerumist ja suhkruseerumist.
• Eelvool ja järelvool-: käivitage gaasivool 2–3 sekundit enne keevitamist ja hoidke 3–5 sekundit pärast keevitamist, et kaitsta tahkuvat keevisvanni ja kuuma HAZ-i.
• Niiskuse kontroll: kõrge õhuniiskuse korral kasutage gaasitorustikus kuivatuskuivatit. Kaitsegaasi niiskus on niklisulamist keevisõmbluste poorsuse peamine põhjus.

Miks heelium lisatakse:

• Suurem ionisatsioonipotentsiaal: heelium ioniseerub kõrgema pingega kui argoon, luues kuumema ja stabiilsema plasma, mis parandab võtmeaugu stabiilsust ja läbitungimist.
• Soojusjuhtivus: Heeliumil on kõrgem soojusjuhtivus kui argoonil, jaotades soojuse ühtlasemalt kogu keevisvanni vahel, tekitades laiemaid, kuid sügavamaid keevisõmblusi.
• Kulude arvestamine: heelium on 5–10 korda kallim kui argoon. Kasutage heeliumi segusid ainult siis, kui läbitungimis- või kiirusnõuded õigustavad kulusid.
• Plasma Suppression: In high-power laser welding (>4 kW), heelium aitab maha suruda plasma voogu, mis võib laserkiirt kõrvale suunata, parandades energiaülekannet.

Pinna ettevalmistamine ja vuukide projekteerimine

Nõuetekohane pinna ettevalmistamine on niklisulamist laserkeevisõmbluste poorsuse vältimise kõige olulisem tegur; kõik pinnad, mis jäävad 25 mm raadiuses keevisliitest, tuleb vahetult enne keevitamist mehaaniliselt puhastada (lihvida või töödelda) ja rasvatustada atsetooni või alkoholiga.

Pinna ettevalmistamise etapid:

Samm 1 - Eemaldage oksiidkatlakivi: lihvige keevisõmblusala ja sellega külgnev 25 mm tsoon alumiiniumoksiidist ratastega (60–80 karedusega), et eemaldada kogu oksiidikatlakivi ja pinnasaaste.

Samm 2 - Rasvaärastus: pühkige vuugipiirkonda atsetooni või isopropüülalkoholiga, kasutades puhast ebemevaba{1}}lappi. ÄRGE kasutage klooritud lahusteid (võib põhjustada pingekorrosioonipragusid).

Samm 3 - Kuivatage: enne keevitamist veenduge, et pinnad oleksid täielikult kuivad. Niiskus on vesiniku poorsuse peamine allikas.

Samm 4 - Kontrollige: kontrollige vuuki visuaalselt pinnadefektide, pragude või lisandite suhtes. Kasutage kriitiliste rakenduste jaoks värvi läbitungimise testimist (PT).

Samm 5 - Kaitske: katke ettevalmistatud vuuk puhta plastkilega, kui keevitamist ei teostata 2 tunni jooksul pärast ettevalmistamist.

Ühise kavandamise soovitused:

Tabel 4: Niklisulamite laserkeevitusliidete konstruktsioonid

Liigese sobitamise{0}}nõuded:

• Vahetaluvus: laserkeevitus nõuab tihedamat sobitamist- kui kaarkeevitus. Maksimaalne vahe on 10% lehe paksusest või 0,2 mm, olenevalt sellest, kumb on väiksem.
• Vale joondamine: maksimaalne servade kõrvalekalle on 10% paksusest. Liigne kõrvalekaldumine põhjustab sulandumise ja juurte nõgususe puudumist.
• Kinnitus: kasutage täppiskinnitusi (töödeldud 0,05 mm tolerantsiga), et säilitada liigeste joondamine. Kasutage jahutusradiaatori ja juurte kaitsmiseks vasest tugivardaid.
• Takkerkeevitus: takkeevisõmblused tuleks paigutada üksteisest 50–100 mm kaugusele, kasutades samu laserparameetreid kui tootmiskeevitustel. Lihvige kleepsud enne lõplikku keevitamist ühtlaseks.

Levinud vead ja ennetusstrateegiad

Niklissulamist laserkeevituse kolm peamist defekti on poorsus (põhjustatud pinna saastumisest või võtmeaugu ebastabiilsusest), kuumpragunemine (põhjustatud väävli/fosfori lisanditest ja kõrgest tõkestusest) ja vedeldamise pragunemine (põhjustatud karbiidi lahustumisest HAZ-is), mida saab vältida õige pinna ettevalmistamise, parameetrite optimeerimise ja materjali valikuga.

Tabel 5: Levinud vead, põhjused ja ennetamine

Üksikasjalikud defektide ennetamise strateegiad:

Poorsuse ennetamine:

• Pinna ettevalmistamine: lihvige 25 mm tsooni mõlemal pool vuuki. Eemaldage kogu värv, õli, rasv ja oksiid. Vahetult enne keevitamist rasvatustage atsetooniga.
• Gaasi kvaliteet: kasutage 99,999% puhtusega argooni. Niiskuse eemaldamiseks paigaldage kuivatuskuivati. Kontrollige gaasivoolikut lekete suhtes.
• Lukuaugu stabiilsus: optimeerige võimsust ja kiirust stabiilse lukuaugu säilitamiseks. Ebastabiilne võtmeauk põhjustab gaasimullide kinnijäämist tahkuvas keevisvannis.
• Eel-vool: enne kaare löömist tühjendage gaasitoru 2–3 sekundit, et eemaldada õhk toitesüsteemist.

Kuuma pragunemise vältimine:

• Materjali valik: määrake mitteväärismetall, mille väävlit on < 0,015% ja fosforit < 0,015%. Taotlege nende elementide kontrollimiseks veski testimise sertifikaate.
• Soojussisendi juhtimine: kasutage väiksemat soojussisendit (0,5-1,0 kJ/mm), et vähendada aega, mille keevisvann veedab pragude suhtes tundlikus temperatuurivahemikus (1200–1350 kraadi C).
• Vuukide disain: projekteerige liigendid nii, et need oleksid vaoshoitavad. Kasutage kokkutõmbumispinge ühtlaseks jaotamiseks kleebisõmblusi.
• Impulsskeevitus: mõradele{0}}tundlike sulamite puhul kaaluge impulsslaseri režiimi. Pulseerimine vähendab keskmist soojussisendit ja võimaldab impulssidevahelist -jahutust.

Lagunemise pragude ennetamine:

• Eel-keevituslahuse lõõmutamine: lahuse lõõmutamine temperatuuril 980–1080 °C (olenevalt sulamist) 1 tund 25 mm paksuse kohta, millele järgneb kiire jahutamine. See lahustab karbiidid ja homogeniseerib mikrostruktuuri.
• Madal soojussisend: vähendage HAZ-i laiust, kasutades madalat soojussisendit ja suurt keevituskiirust. HAZ on koht, kus toimub vedeldamine, nii et selle laiuse vähendamine vähendab pragunemise ohtu.
• Kasutage tahke{0}}lahuse sulameid: Inconel 625 (tahke-tugevdatud lahus) on vedeldamise suhtes vähem vastuvõtlik kui Inconel 718 (sade{4}}kõvenemine).
• Täitemetalli valik: kasutage keevismetalli pragunemist soodustavate elementide lahjendamiseks sobivat või üle{0}}sobivat täitematerjali (nt Inconel 625 täiteainet Inconel 718 mitteväärismetalli jaoks).

Kuumtöötlus enne ja pärast keevitamist

Eelne{0}}keevituslahuse lõõmutamine vähendab oluliselt vastuvõtlikkust pragude tekkeks, lahustades karbiide ja homogeniseerides mikrostruktuuri; Keevisõmbluse järgne kuumtöötlus ei ole üldiselt nõutav tahkete-lahustuvate sulamite (Inconel 625) puhul, kuid see on kohustuslik sadestamis-kõvastuvate sulamite (Inconel 718) puhul, et taastada täielikud mehaanilised omadused.

Tabel 6: Kuumtöötluse nõuded sulamite kaupa

Eel{0}}keevislahenduse lõõmutamise eelised:

1. Lahustab karbiidid ja intermetallilised faasid, mis võivad HAZis põhjustada vedeldamise pragusid.
2. Vähendab vormimis- ja töötlemistoimingute jääkpingeid, mis võivad kaasa aidata moonutustele ja pragunemisele.
3. Homogeniseerib mikrostruktuuri, tagades ühtlase keevisõmbluse läbitungimise ja kvaliteedi.
4. Taastab korrosioonikindluse, mis võis eelneva töötlemise käigus (nt külmtöötlemine, vormimine) halveneda.

Keevituse kuumtöötluse (PWHT){0}}järgsed juhised:

1. Tahked{0}}lahustuvad sulamid (Inconel 625, Hastelloy C-276): PWHT pole üldiselt nõutav. Keevitatud olek tagab enamiku rakenduste jaoks piisavad omadused. Kui on vaja pingeid leevendada, kasutage 870-980 kraadi C 1 tund 25 mm paksuse kohta.
2. Sademed{0}}Kõvastussulamid (Inconel 718): PWHT on sademe{2}}tugevuse taastamiseks kohustuslik. Järgige standardset vananemistsüklit: 720 kraadi C 8 tundi, jahuta ahjus temperatuurini 620 C, hoia 8 tundi, jahuta õhku.
3. Ainult pinge leevendamine: kui täislahuse lõõmutamine ei ole otstarbekas (nt suured struktuurid), vähendab pinge leevendamine 540–650 kraadi C juures 1 tund 25 mm kohta jääkpingeid 60–70% ilma omadusi oluliselt mõjutamata.

Täitematerjali valik

Niklisulamite laserkeevitamiseks kasutage täitemetalle, mis ühtib põhisulami keemiaga või enam{0}}: ERNiCrMo-3 (täiteaine Inconel 625) Inconel 625 jaoks, ERNiFeCr-2 (Inconel 82) Inconel 718 jaoks ja C4-ERNiCrelloMoy; traadi läbimõõt 0,8-1,2 mm laserkeevitamiseks.

Tabel 7: Täitematerjali valiku juhend

Täitemetalli parimad tavad:

• Autogeenne keevitamine: õhukeste lõikude jaoks (< 2mm) with tight fit-up, laser welding can be performed without filler metal (autogenous). This simplifies the process but requires perfect joint fit-up.
• Traadi etteandmine: täiteainet vajavate vuukide puhul kasutage automaatset traadi etteandmist kiirusega 0,5-2,0 m/min, mis on sünkroniseeritud keevituskiirusega. Traat peaks sisenema keevisvanni tagaosas, 1-2 mm kaugusel võtmeaugust.
• Säilitamine: Hoidke täitetraati kuivatusainega suletud pakendites. Katmata traat neelab niiskust, mis põhjustab poorsust. Kasutage traati 8 tunni jooksul pärast avamist.
• PMI kontrollimine: keemiliste omaduste kontrollimiseks tehke enne kasutamist täitetraadile PMI. Kinnitage võtmeelementide (Ni, Cr, Mo, Nb) vastavus spetsifikatsioonile.

Levinud vead

Niklissulamist laserkeevituse kõige levinumad vead on järgmised: pinna ettevalmistamise vahelejätmine, kaitsegaasi ebapiisava puhtusastme kasutamine, kõrge väävli-/fosforisisaldusega mitteväärismetalli määramine, keevislahuse eellõõmutamise ignoreerimine ja parameetrite ülekandmine erinevate lasersüsteemide vahel ilma uuesti kvalifitseerimata-.

Viga 1: Pinna ettevalmistamise vahelejätmine

Probleem: isegi õhuke kiht töötlusõli või oksiidi võib põhjustada 10-20% poorsust. Alati lihvige ja rasvatustage.

Lahendus: lihvida 25mm tsooni mõlemalt poolt; rasvatustage atsetooniga; kontrollige UV-kontrolliga.

Viga 2: 99,99% argooni kasutamine 99,99% asemel

Probleem: 0,1% lisand sisaldab hapnikku ja niiskust, mis põhjustavad niklisulamites poorsust ja oksüdatsiooni.

Lahendus: määrake alati 99,999% (5N) puhtus; paigaldage kuivatuskuivati; kontrollige gaasianalüüsiga.

3. viga: kõrge-väävlisisaldusega mitteväärismetalli määramine

Probleem: väävel > 0,015% suurendab järsult niklisulamist laserkeevisõmbluste vastuvõtlikkust kuumpragude tekkeks.

Lahendus: veski sertifikaatide taotlemine; kontrollida S < 0,015% ja P < 0,015%; keelduda -nõuetele mittevastavast materjalist.

Viga 4: eiratakse keevislahuse eellõõmutamist-

Probleem: külm{0}}töödeldud või vananenud materjalis on karbiidid ja jääkpinged, mis põhjustavad vedeldumist.

Lahendus: enne keevitamist lõõmutage lahus temperatuuril 980-1080 kraadi C; kontrollige kõvadustestiga.

Viga 5: eeldades parameetrite ülekandmist laserite vahel

Probleem: erinev kiire kvaliteet, punkti suurus ja režiimi struktuur tähendab, et parameetrid ei edasta otse.

Lahendus: kvalifitseerige WPQR iga lasersüsteemi jaoks uuesti-; toota katsekuponge enne tootmiskeevitamist.

Viga 6: täieliku läbitungimiskeeviste jaoks puudub juurekaitse-

Probleem: ilma tugigaasita juurepool oksüdeerub (suhkrutuma), põhjustades korrosiooni ja väsimuse tõrkeid.

Lahendus. Täieliku läbitungiga keevisõmbluste jaoks kasutage alati argooni tagagaasi kiirusega 5-10 l/min.

Viga 7: liigne soojussisend

Probleem: soojussisend > 2,0 kJ/mm suurendab HAZ-i laiust, karbiidi sademete hulka ja vastuvõtlikkust pragunemisele.

Lahendus: optimeerige parameetrid minimaalse soojussisendi jaoks, mis saavutab täieliku läbitungimise; kontrollida metallograafilise uuringuga.

Korduma kippuvad küsimused

Enamikku sepistatud niklisulamitest saab edukalt laserkeevitada, sealhulgas Inconel 625, 718, 600, Hastelloy C-276, X ja Monel 400. Mõned sademeid{10}}kõvenevad sulamid (nt Inconel 738, Renene 80 ja titaanisisaldus on äärmiselt raskesti keevitatud) tüve-vanuse lõhenemine. Enne laserkeevituse määramist konsulteerige alati sulami tarnijaga keevitatavuse reitingu osas.

2. küsimus: milline on maksimaalne paksus niklisulamite ühekäigulisel{1}}laseriga keevitamisel?

Võtmeaugurežiimis kiudlaserkeevituse korral 4-6 kW võimsusel on ühekäiguline täielik läbitungimine niklisulamites kuni 8-12 mm. Paksemate sektsioonide puhul võib mitmekäiguline keevitus-või hübriidlaser-kaarekeevitus laiendada ulatust 15–20 mm-ni. Üle 20 mm on sobivam elektronkiirkeevitus või kitsa vahega GTAW.

K3: Kas niklisulamite laserkeevitamiseks on vaja täitematerjali?

Õhukeste lõikude jaoks (< 2mm) with good fit-up, autogenous laser welding (no filler) is possible. For thicker sections, joints with gaps, or dissimilar metal joints, filler metal is required. Use AWS-classified filler wire (ERNiCrMo-3 for Inconel 625, ERNiFeCr-2 for Inconel 718) at 0.8-1.2mm diameter, fed automatically into the weld pool.

Q4: Millist kaitsegaasi puhtust on vaja niklisulamite laserkeevitamiseks?

Kasutage miinimumstandardina 99,999% (5N) puhtusega argooni. Madalama puhtusastmega (99,9%) sisaldab 1000 ppm lisandeid, sealhulgas hapnikku ja niiskust, mis põhjustavad poorsust ja oksüdatsiooni. Paigaldage gaasitorusse kuivatuskuivati. Sügavamaks tungimiseks kasutage argooni 30-50% heeliumiga voolukiirusel 20-35 L/min.

K5: Kuidas vältida kuumpragude tekkimist niklisulamist laserkeevisõmblustes?

Kuumpragunemise vältimine nõuab: (1) mitteväärismetalli määramist väävlisisaldusega < 0,015% ja fosforiga < 0,015%; (2) madala soojussisendi (0,5-1,0 kJ/mm) kasutamine, et minimeerida pragude -tundliku temperatuurivahemiku aega; (3) liigeste projekteerimine minimaalse piiranguga; (4) impulsslaseri režiimi kasutamine keskmise soojussisendi vähendamiseks; ja (5) sobiva või üle{10}}sobiva täitemetalli kasutamine pragusid soodustavate elementide lahjendamiseks.

6. küsimus: kas Inconel 625 jaoks on vajalik eellõõmutamine-keevituslahusega?

Eelne{0}}keevituslahuse lõõmutamine temperatuuril 980 °C on tungivalt soovitatav, kuid mitte alati kohustuslik. See on hädavajalik: külmtöödeldud materjali jaoks (vähendab jääkpinget), tundmatu termilise ajalooga materjali ja kriitiliste rakenduste jaoks, mis nõuavad maksimaalset korrosioonikindlust. Lahendusega-lõõmutatud põhimaterjali puhul mitte-kriitilise tähtsusega teenuses võib keevisõmbluse eellõõmutamise vahele- jätta, kui soojuse sisend on madal (< 1.0 kJ/mm).

K7: Mis vahe on juhtivusrežiimil ja võtmeaugurežiimil laserkeevitamisel?

Juhtimisrežiim (võimsustihedus < 10 MW/cm2) loob laiad, madalad keevisõmblused minimaalse HAZ-iga. Kasutatakse õhukeste lõikude jaoks (< 1mm) and when appearance is critical. Keyhole mode (power density > 10 MW/cm2) produces deep, narrow welds with deeper penetration. Used for thicker sections (>1 mm) ja kui on vaja täielikku läbitungimist. Võtmeaugu režiim on tõhusam, kuid raskemini juhitav.

K8: Kas ma saan laserkeevitada Inconel 625 roostevabast terasest 316L?

Jah. Kasutage Inconel 625 täitemetalli (ERNiCrMo-3), madala soojussisendiga (0,5–1,0 kJ/mm) ja nihutage laserkiirt 0,5–1,0 mm Inconeli poole, et minimeerida raua lahjenemist. Tehke 100% PT ja RT kontroll. Peamine oht on koostise gradientide tõttu sulamispiiril tekkiv tahkumispragu. Kvalifitseerige protseduur (WPQR) alati ASME IX järgi.

K9: Kui õhukest saab niklisulamid laseriga keevitada?

Kiudlaserid suudavad keevitada 0,1 mm paksuseid niklisulumeid impulssrežiimis väikese võimsusega (50{5}}200 W) ja täpisuurusega (30-50 mikromeetrit). 0,1-0,5 mm paksuse korral kasutage läbipõlemise vältimiseks juhtivusrežiimi hoolikalt kontrollitud soojussisendiga. Üliõhuke keevitamine nõuab täpset kinnitust ja servade ettevalmistamist, et säilitada 10% paksuse vahe tolerants.

10. küsimus: millist keevisõmbluste{1}}järgset kontrolli on vaja niklisulamist laserkeeviste puhul?

Minimaalne: 100% visuaalne kontroll (VT) ja 100% värvi läbitungimise test (PT). Survet sisaldavate või kriitiliste konstruktsiooni keevisõmbluste puhul: lisage 100% radiograafiline test (RT) või kompuutertomograafia (CT) vastavalt ASME VIII jaotisele. Protseduuri kvalifitseerimiseks: ristlõigete metallograafiline-uuring ASME IX järgi. Tuumarakenduste jaoks: lisage heeliumi lekkekatse ja metallograafiline uuring ASME III jaotise järgi.