Kas stelliiti saab keevitada?

Stelliit, koobalti - põhinevad sulamid, mis on tuntud kulumiskindluse poolest, kõrge - temperatuuritugevus ja korrosioonikindlus, saab keevitada -, kuid protsess on palju keerulisem kui tavalised terased või isegi roostevabast ateed. Selle ainulaadne kompositsioon (kõrge kroom, volfram ja süsinikusisaldus) ja mikrostruktuur loovad konkreetseid väljakutseid, mis nõuavad hoolikat protsessi kontrolli. Allpool on toodud stelliitkeevitamise üksikasjalik jaotus, sealhulgas meetodid, väljakutsed ja peamised kaalutlused.
1. Stelliit keevitamise teostatavus
Stelliit keevitamist praktiseeritakse laialdaselt tööstuses, peamiselt kahel eesmärgil:
• Stelliitide komponentide ühendamine: stelliidiosade ühendamine üksteisega või põhimaterjalidega (nt teras) konstruktsiooni- või funktsionaalsete sõlmede jaoks.
• Kõvas pinnad: stelliidi sadestumine pehmemate materjalide (nt süsinikteras) pinnale, et suurendada kulumiskindlust või korrosioonikindlust (nt klapi istmed, lõiketööriista servad).
Peaaegu kõiki levinumaid keevitusprotsesse saab kohandada stelliidi jaoks, ehkki mõned on sulami omaduste tõttu tõhusamad kui teised.
2. Stelliidi tavalised keevitusmeetodid
Keevitusmeetodi valik sõltub rakendusest (ühendamine vs kõvasti prügikasti), komponendi suurusest ja soovitud keevisõmbluse kvaliteedist. Siin on kõige laialdasemalt kasutatavad tehnikad:
• Gaasi volframi kaarekeevitamine (GTAW/TIG):
◦ Eelistatud täppisühenduse või õhukeste stelliidide sektsioonide jaoks.
◦ kasutab oksüdeerumise vältimiseks mitte - tarbitavat volframielektroodi ja inertgaasi (argooni) varjestust.
◦ Eelised: suurepärane kontroll soojussisendi, minimaalse pritsimise ja puhaste keevisõmbluste üle.
• Gaasimetalli kaarekeevitamine (GMAW/MIG):
◦ Sobib paksemate sektsioonide jaoks või kõrge - sadestumise kõvasti.
◦ kasutab nii elektroodina kui ka täiteainena tarbitavat stelliittraati, gaasivarjestusega.
◦ Eelised: kõrgemad sadestumiskiirused kui TIG, muutes selle efektiivseks suure - piirkonna kõvasti pinna jaoks.
• varjestatud metallkaare keevitamine (SMAW/STIPP):
◦ kasutab kaasaskanduvuse tagamiseks stelliit - kaetud elektroode, mis sobib ideaalselt saidi remondiks - (nt kaevandusseadmed või tööstusventiilid).
◦ Vähem sõltuvalt varjestusest, kuid nõuab räbu lisamise vältimiseks oskusi.
• Plasma ülekantud kaare (PTA) keevitamine:
◦ Spetsialiseeritud meetod kõva pinna jaoks, kus plasmakaare sulab stelliidipulbri ja ladestab selle alusmaterjalile.
◦ tekitab tiheda, kõrge - kvaliteedinõudeid, millel on minimaalne lahjendus mitteväärismetallist, säilitades stelliidi kulumiskindluse.
3. peamised väljakutsed stelliidi keevitamisel
Stelliidi kompositsioon - kõrge kroom (20–30%), volfram (4–10%) ja süsinik (0,5–3%) - loob ainulaadseid tõkkeid:
• lõhenemisrisk:
◦ Kuum pragunemine: süsiniku ja legeerivad elemendid (kroom, volfram) moodustavad rabedaid karbiide terade piirides. Kiire jahutamine keevitamise ajal võib need karbiidid kinni püüda, põhjustades keevisõmbluse tahkumisega pragusid.
◦ Külm pragunemine: kui alusmaterjal on kõrge - süsinikteras, võib vesiniku imendumine (niiskuse või saasteainetest saasteainetest) põhjustada pragunemist pärast jahutamist.
• Oksüdatsiooni tundlikkus:
◦ kroom ja koobalt oksüdeeruvad kergesti kõrgetel temperatuuridel, moodustades keevisõmblusi nõrgendavaid oksiide. Selle vältimiseks on kriitilise tähtsusega korralik varjestus (inertne gaasid nagu argoon).
• Kõrge sulamistemperatuur:
◦ Stelliit sulab ~ 1300–1 400 kraadi (kõrgem kui süsinikuterase ~ 1538 kraadi, kuid kitsama tahkestamise vahemikuga), suurendades ebaühtlase jahutamise ja stressi kogunemise riski.
• Lahjendusprobleemid:
◦ Kui stelliit ei tohiks mitteväärimetallile (nt teras), võib liigne segamine (lahjendus) vähendada keevisõmbluse sulami sisaldust, vähendades selle kulumiskindlust.
4. Kriitilised näpunäited Stelliit edukaks keevitamiseks
Nendest väljakutsetest ülesaamiseks järgige neid parimaid tavasid:
• Pre - keevisõmbluse ettevalmistamine:
◦ Puhastage õli, rooste või värvide eemaldamiseks põhjalikult pinnad (kasutage traatharja või lahusti) saastumise ja vesiniku imendumise vältimiseks.
◦ paksude sektsioonide või kõrge - süsiniku aluse metallide jaoks eelsoojendage kuni 200–400 kraadi. See aeglustab jahutamist, vähendab stressi ja minimeerib karbiidi moodustumist.
• Keevitusparameetrid:
◦ Kasutage madalat soojuse sisendit: ülekuumenemise vältimiseks hoidke kaarepinget ja sõidukiirust mõõdukaks, mis süvendab karbiidi moodustumist ja oksüdatsiooni.
◦ Valige sobivad täiteained: sulami omaduste säilitamiseks kasutage stelliit - põhiseid täiteaineid/elektroode (nt Stelliit 6 Stelliit 6).
• Varjestus ja postitus - keevisõmbluse ravi:
◦ Veenduge täieliku gaasi varjestus (nt argooni voolukiirus 10–15 l/min TIG jaoks), et kaitsta keevisõmbluse kogumit ja soojust - mõjutatud tsoon (HAZ).
◦ POST - keevisõmblus (600–700 kraadi 1–2 tundi, millele järgneb aeglane jahutamine) võib vähendada jääkpinget ja pehmendada rabedaid karbiide, vähendades pragunemisriski.
• Vältige lahjendamist (raskesti jaoks):
◦ Kasutage selliseid tehnikaid nagu PTA keevitus või madal - soojuskiirus, et piirata segunemist mitteväärismetalliga, säilitades stelliidi ladestuse kõvaduse ja kulumiskindluse.
5. Keevitatud stelliidi rakendused
Vaatamata väljakutsetele on keevitatud stelliit hädavajalik tööstusharudes, mis nõuavad püsivaid komponente:
• Nafta ja gaas: keevitatud stelliitventiili istmed ja varred takistavad erosiooni kõrgelt - rõhuvedelikest.
• Lennundus: Turbiini labadel või mootoriosade stelliitide kõvaks pinnad taluvad kõrgeid temperatuure ja hõõrdumist.
• Kaevandamine: keevitatud stelliidi näpunäited puuribilitidel või purusti lõualuudel suurendavad kulumiskindlust.
Järeldus
Stelliiti saab keevitada õigete tehnikatega, ehkki see nõuab pragunemise, oksüdeerimise ja lahjendusriskide tegemiseks hoolikat kavandamist. Valides sobivaid meetodeid (nt Tig, PTA), juhtides soojusisendit ja järgides Pre - ja postitust - keevisprotokollid, saavad keevitajad toota tugevaid, vastupidavaid liigeseid või kõvendatud pindu, mis säilitavad stelliidi võtmeomadused. Ehkki see pole nii sirgjooneline kui keevitusteras, on Stelliit keevitus kaev - väljakujunenud praktika, mis on kriitiline tööstuslike komponentide eluea laiendamiseks.