焊接质量特征的研究铬镍铁合金625张在微等离子弧焊电流不同的模式的过程

文摘

铬镍铁合金625是一个镍合金用于制造耐高温和耐腐蚀组件,如金属波纹管伸缩缝中使用飞机,航空航天,石油工业。本文着重于研究直流和脉冲电流焊接的影响铬镍铁合金625表使用微等离子弧焊(MPAW)的过程。进行焊接0.25毫米厚铬镍铁合金625张单独使用连续电流模式和脉冲电流模式保持其他所有焊接参数不变。焊接质量特征如珠,微观结构、硬度和拉伸性能研究,结果表明,脉冲电流的使用会导致更好的焊接质量特征相比,连续流模式

关键字

625年铬镍铁合金,脉冲电流、直流、等离子弧焊。

介绍

625是极其多才多艺的奥氏体铬镍铁合金镍基超合金具有优良的高温强度和良好的延性。典型应用包括航空发动机热节组件、杂项五金、工具和液体火箭组件包括低温温度。铬镍铁合金625可以加入使用各种各样的焊接方法,包括钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、激光焊和电子束焊接。这些方法,低电流爪子(微爪子)吸引了特别关注,被广泛用于制造金属波纹管、膜片需要高强度和韧性。爪子很方便地使用两种不同的电流模式,即一个连续电流(CC)模式或脉冲电流(PC)模式。

脉冲电流MPAW涉及循环选择常规的焊接电流的频率。最大电流选择给足够的渗透和珠轮廓,而最低设置水平足以维持一个稳定的电弧(1,2]。这允许使用电弧能量有效融合的控制尺寸在短时间内生产焊接作为一系列重叠的掘金。相比之下,在恒流焊接、融化基材提供所需的热量只在峰值电流脉冲使热量消散到基材导致更窄的热影响区(HAZ)。优势包括改善珠轮廓,更大的宽容散热器变化,低热量输入需求,减少残余应力和变形,融合区显微组织细化和减少热影响区宽度。脉冲MPAW工艺参数进行描述图1。

有四个独立的参数影响过程峰值电流,基极电流、脉冲和脉冲宽度。目前的工作的主要目的是研究连续电流和脉冲电流的焊接质量特征MPAW过程。

实验

铬镍铁合金的化学成分和抗拉性能提出了625张表1和2。这些表是可用的卷的形式所需的50毫米x 150毫米大小使用剪切机剪切(图2)和部分使用超声波清洗清洁焊接之前,为了避免任何油脂菌株(图3)。所选的床单是固定的焊接夹具和护理被发现没有加入的两条边之间的差距。铜下沉是固定底部的焊接夹具减少焊接变形和极端的护理已经采取了适当的对接表没有任何差距。进行焊接的速度260毫米/分钟。

选择平对接边缘厚度很小,不需要准备的厚度小于1毫米(2007年按ASME锅炉和压力容器规范)。焊缝尺寸所示的详细信息图4。纯度为99.99%的氩气作为保护气体,防止空气中的氧和氮的吸收。相同的气体也被用作吹扫气体焊接的快速冷却。下的焊接进行了焊接条件中提到的表3。

有许多有影响力的工艺参数影响脉冲电流的焊接质量特征MPAW过程如峰值电流,电流,脉冲重复频率、脉冲宽度、保护气体流量,流量的净化气体,等离子气流量,从早期作品(焊接速度等。3,4,5,6)进行脉冲电流MPAW明白的峰值电流,基极电流、脉冲重复频率和脉冲宽度是影响焊接质量的控制参数的特点。在这项研究中使用的工艺参数的值是获得最优值从我们以前的论文7,8,9,10,11,12,13,14]。焊接工艺参数选择提出了在目前的研究和他们的价值观表4。

测量焊缝质量的特点

像焊缝焊接质量特征、微观结构、粒度、硬度和拉伸性能进行了研究。

测量焊缝

三个冶金样品从每个关节离开的边缘缺陷部分的焊接长度。有缺陷的焊缝的长度是视觉识别并进行染料pentrant和x射线测试和安装使用胶木。样品制备和安装是按照ASTM E 3 - 1标准来完成的。样品表面的横向面接地使用120粒度带的帮助下带研磨机和抛光顺序使用等级1/0(245网格大小),3/0、2/0(425网格大小)年级(515网格大小)砂纸。标本进一步抛光用氧化铝、金刚石研磨膏和天鹅绒布料盘抛光机。抛光标本是蚀刻用王水溶液按ASTM E407揭示宏观结构。宏观图被使用金相显微镜(:卡尔蔡司,模型:Axiovert 40垫)在100 x放大。很明显观察到的脉冲电流匀速圆周涟漪在焊缝表面,而在连续电流模式表面很清楚没有任何涟漪。连续电流和脉冲电流的宏观图所示图5和图6。

显微组织和晶粒尺寸

在3.1节讨论的过程是紧随其后的是不同的蚀刻时间按ASTM E407揭示微观结构。使用金相显微镜显微图被(:卡尔蔡司,模型:Axiovert 40垫)在100 x放大。热影响区和焊缝熔合区的显微图所示图7和8。

晶粒尺寸的连续电流和脉冲电流测量用扫描电子显微镜(SEM)(:印加五FETx3模型:7573)。图9和图10表明晶粒尺寸测量的热影响区和焊缝融合区。

从SEM iamges非常清楚的是,谷物在脉冲电流模式小于连续电流模式。规模较小的脉冲电流可能是由于晶粒细化发生在融合区。

硬度测量

焊接的焊缝融合区域的硬度测量样品使用维氏显微硬度试验机(使:METSUZAWA有限公司、日本模式:MMT-X7)通过应用的负载按ASTM E384 0.5公斤。读数是0.3毫米的间隔在焊缝熔合区和热影响区。在焊缝硬度的变化表示图11和硬度测量的位置点所示图12。

使用脉冲电流模式获得的硬度值高于连续电流模式。硬度的变化也是varaying VHN 267.2至291.6 VHN脉冲电流模式和233 VHN 257.5 VHN连续电流模式。

抗拉强度

拉伸试样准备按ASTM E8M-04指南使用线切割放电加工(图13)从每个焊接焊缝的横向样本。拉伸测试是进行100 KN计算机控制万能试验机(ZENON,模型没有:wdw - 100)。加载试样1.5 KN /分钟的速度按ASTM规范,以便拉伸标本进行变形。变形标本所示图14。

的拉伸性能提出了连续和脉冲电流模式表5。据悉,脉冲电流标本失败在热影响区(HAZ),而直流标本失败在融合区。

从表5很明显,脉冲电流的极限抗拉强度798 MPa,连续流的极限抗拉强度784 MPa。据悉,焊缝强度的脉冲电流比连续电流。

结论

铬镍铁合金625 0.25毫米厚的薄片可以联合使用MPAW过程的脉冲和连续流模式。从焊缝宏观图可以看出循环统一的涟漪在脉冲电流的情况下,这表示统一的贱金属融化。在连续电流模式的情况下焊缝是广泛的和不规则的时尚。细颗粒中观察焊缝融合区在脉冲电流模式,而在连续模式粗粮。脉冲电流模式中的细颗粒是由于焊接熔池的冷却速率更快。由于晶粒细化,硬度和拉伸性能的脉冲电流焊接方式比连续电流模式。显然明白,脉冲电流模式提供了更好的焊接质量与连续流特征。

Acknowledments

本文修正和扩展版的一篇名为“焊接电流模式对焊接质量的影响特点,微等离子电弧焊接铬镍铁合金625焊接”在2012年AIMTDR Jadhavpur大学,2012年12月。

作者要感谢先生。R .Gopala Krishnan,导演M / s金属波纹管(I) Pvt Ltd,钦奈支持开展实验工作。

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