वेल्ड करने के लिए सबसे कठिन मिश्र धातु क्या है?

वेल्डिंग एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें पिघलने और फ्यूज़िंग सामग्री शामिल होती है, और वेल्डिंग की कठिनाई विभिन्न मिश्र धातुओं के बीच बहुत भिन्न होती है। जबकि कई सामान्य मिश्र धातुओं (जैसे कम मिश्र धातु स्टील और एल्यूमीनियम) को मानक तरीकों से वेल्डेड किया जा सकता है, कुछ मिश्र धातुओं को अपनी रासायनिक संरचना, भौतिक गुणों या गर्मी के प्रति संवेदनशीलता के कारण वेल्ड करना बहुत मुश्किल है। जब "वेल्ड करने के लिए सबसे कठिन मिश्र धातु," गर्मी - प्रतिरोधी सुपरलॉय - विशेष रूप से निकेल - आधारित सुपरलॉय जैसे इनक्लू 718, हेस्टेलॉय एक्स, और वास्पलॉय - संगत रूप से सबसे चुनौती के रूप में बाहर खड़े होते हैं।
इन सुपरलॉय को वेल्डिंग करने की कठिनाई आंतरिक गुणों और संरचनात्मक संवेदनशीलता के संयोजन से उपजी है, जो वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान कई बाधाओं का निर्माण करती है।
सबसे पहले, उनकी रासायनिक संरचना अत्यधिक जटिल है। हीट - प्रतिरोधी सुपरलॉय में उच्च स्तर के मिश्र धातु तत्व जैसे निकल (आधार तत्व), क्रोमियम (ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए), कोबाल्ट (उच्च - तापमान की ताकत के लिए), और अपवर्तक धातुओं जैसे मोलिब्डेनम, टंगस्टेन, या नीबियम (ढकने वाले प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए) होते हैं। ये तत्व उच्च - तापमान प्रदर्शन में सुधार करते हैं, लेकिन वेल्डिंग के दौरान मिश्र धातुओं को अलगाव के लिए प्रवण बनाते हैं। अलगाव तब होता है जब मिश्र धातु तत्व वेल्ड पूल में असमान रूप से ध्यान केंद्रित करते हैं, जिससे भंगुर इंटरमेटेलिक चरणों (जैसे, 718 में लाव्स चरण) का गठन होता है। ये चरण वेल्ड संयुक्त को कमजोर करते हैं और तनाव के तहत क्रैकिंग के जोखिम को बढ़ाते हैं।
दूसरा, वे गर्मी इनपुट के लिए बेहद संवेदनशील हैं। कम मिश्र धातु स्टील या एल्यूमीनियम के विपरीत, जो मध्यम गर्मी विविधताओं को सहन कर सकता है, गर्मी - प्रतिरोधी सुपरलॉय अत्यधिक और अपर्याप्त गर्मी दोनों के लिए खराब प्रतिक्रिया करते हैं। अत्यधिक गर्मी गर्मी में अनाज की वृद्धि का कारण बनती है - प्रभावित क्षेत्र (HAZ), क्रूरता को कम करता है और एक "नरम क्षेत्र" बनाता है जो उच्च - तापमान भार के तहत विफल हो जाता है। दूसरी ओर, अपर्याप्त गर्मी, अपूर्ण संलयन की ओर जाता है, वेल्ड में अंतराल या voids को छोड़ देता है। इसके अतिरिक्त, इन मिश्र धातुओं के उच्च पिघलने बिंदु (अक्सर 1,200 डिग्री से ऊपर) को तीव्र गर्मी स्रोतों की आवश्यकता होती है, जिससे विरूपण और थर्मल क्रैकिंग का खतरा बढ़ जाता है।
एक और महत्वपूर्ण चुनौती गर्म दरार के लिए उनकी संवेदनशीलता है। वेल्ड पूल में गर्म क्रैकिंग होती है क्योंकि यह जम जाता है, जो कि कम - के अलगाव द्वारा संचालित होता है - बिंदु तत्वों (जैसे कि सल्फर, फॉस्फोरस, या सिलिकॉन) अनाज की सीमाओं पर पिघलना। हीट - प्रतिरोधी सुपरलॉय विशेष रूप से इस बात से ग्रस्त हैं क्योंकि उनकी जटिल मिश्र धातु रचना इस तरह के अलगाव के लिए अधिक अवसर पैदा करती है। उदाहरण के लिए, INCONCEL 718 में नाइओबियम होता है, जो भंगुर इंटरमेटलिक्स बना सकता है जो अनाज की सीमाओं पर ध्यान केंद्रित करता है, जिससे वेल्ड को ठंडा होने के साथ क्रैक करने के लिए असुरक्षित हो जाता है।
ऑक्सीकरण भी एक महत्वपूर्ण मुद्दा है। इन मिश्र धातुओं को उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन वेल्डिंग के दौरान, सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (क्रोमियम या एल्यूमीनियम द्वारा गठित) को टूट सकता है, ताजा धातु को ऑक्सीजन में उजागर किया जा सकता है। यह वेल्ड पूल में नए ऑक्साइड के गठन की ओर जाता है, जो समावेश के रूप में कार्य करता है और संयुक्त को कमजोर करता है। यहां तक ​​कि परिरक्षण गैस में ऑक्सीजन या नाइट्रोजन की मात्रा को भी वेल्ड को दूषित कर सकते हैं, अल्ट्रा - शुद्ध परिरक्षण गैसों (जैसे 99.999% आर्गन) और सख्त वायुमंडलीय नियंत्रण - जटिलता और प्रक्रिया में लागत को जोड़ने की आवश्यकता होती है।
अन्य कठिन - की तुलना में - वेल्ड मिश्र (जैसे कि टाइटेनियम या उच्च - कार्बन स्टील), गर्मी - प्रतिरोधी सुपरलॉय चुनौतियों का एक अनूठा संयोजन प्रस्तुत करते हैं। टाइटेनियम, ऑक्सीजन के प्रति प्रतिक्रियाशील, उचित परिरक्षण के साथ सफलतापूर्वक वेल्डेड किया जा सकता है। उच्च - कार्बन स्टील ठंड खुर के लिए प्रवण है, लेकिन प्रीहीटिंग और कम - हाइड्रोजन भराव के साथ प्रबंधित किया जा सकता है। इसके विपरीत, सुपरलॉय हर चरण में सटीकता की मांग करते हैं: फिलर धातुओं का चयन करने से (जो चरण गठन से बचने के लिए मिश्र धातु के रसायन विज्ञान से मेल खाना चाहिए) को गर्मी इनपुट को नियंत्रित करने के लिए (अक्सर लेजर वेल्डिंग या इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग जैसे उन्नत तरीकों की आवश्यकता होती है) और पोस्ट - वेल्ड गर्मी उपचार (अवशिष्ट तनाव और यांत्रिक गुणों को कम करने के लिए)।
गर्मी वेल्ड करने के लिए - प्रतिरोधी सुपरलॉय, विशेष तकनीकों की आवश्यकता होती है:
• उन्नत वेल्डिंग प्रक्रियाएं: लेजर बीम वेल्डिंग या इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग, जो न्यूनतम एचएएस के साथ केंद्रित गर्मी प्रदान करते हैं, को पतले वर्गों के लिए पारंपरिक एमआईजी या टीआईजी पर पसंद किया जाता है।
• सख्त परिरक्षण: वेल्ड ज़ोन (संयुक्त के पीछे सहित) को अक्रिय गैस के साथ संरक्षित किया जाना चाहिए जब तक कि वे ऑक्सीकरण को रोकने के लिए 300 डिग्री से नीचे ठंडा न हों।
• फिलर मेटल इंजीनियरिंग: कस्टम फिलर्स (जैसे, इनकोनेल 625 इनकोर 718 में शामिल होने के लिए) का उपयोग अलगाव और क्रैकिंग रिस्क को कम करने के लिए किया जाता है।
• पोस्ट - वेल्ड हीट ट्रीटमेंट: सॉल्यूशन एनीलिंग और एजिंग मिश्र धातु के उच्च - तापमान की ताकत को बहाल करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
निष्कर्ष में, गर्मी - प्रतिरोधी सुपरलॉय - विशेष रूप से निकल - आधारित ग्रेड जैसे कि इनकम 718-वेल्ड के लिए सबसे कठिन मिश्र धातुओं में से हैं। उनकी जटिल रचना, गर्मी के प्रति संवेदनशीलता, और क्रैकिंग और ऑक्सीकरण के लिए संवेदनशीलता उन चुनौतियों का एक आदर्श तूफान पैदा करती है जो उन्नत तकनीकों, सख्त प्रक्रिया नियंत्रण और विशेष विशेषज्ञता की मांग करती हैं। जबकि अन्य मिश्र वेल्डिंग में कठिनाइयों का सामना करते हैं, कोई भी इन सुपरलॉय द्वारा प्रस्तुत बाधाओं के संयोजन से मेल नहीं खाता है, जिससे उन्हें औद्योगिक अनुप्रयोगों में "वेल्ड टू वेल्ड" के लिए बेंचमार्क बन जाता है।