Süperalaşımlı Dövmelerde Kaynak Kalitesi Nasıl Kontrol Edilir?

Süper alaşımlı dövme parçalar yüksek sıcaklıkta mükemmel mekanik özelliklere sahiptir ve güç ekipmanı için çekirdek yük taşıyan bileşenler olarak hizmet eder. Bununla birlikte alüminyum, titanyum, niyobyum ve molibden gibi elementler içerdikleri için kaynak ısısından etkilenen bölgede çatlamaya eğilimlidirler ve kaynak yapılması zor malzemeler olarak sınıflandırılırlar. Havacılık gaz türbinleri, bileşenlere yüksek güvenilirlik gereksinimleri getirir.

 

 

1.GTAW/TIG

En sık kullanılan yöntem olarak kararlı elektrik arkları ve kontrol edilebilir ısı girişi sağlar. Kök paso kaynağı, kalın kesitlerin çok pasolu kaynağı ve GH4169 ve GH536 dahil nikel bazlı dövme parçaların onarım işleri için geçerlidir. Doğru akım elektrodu pozitif ve hem ön hem de arka tarafta argon koruması benimsenmiştir. Kaynak verimliliği nispeten düşüktür ve ısıdan etkilenen bölgede sıvılaşma çatlakları oluşma eğilimindedir.

 

2.PAW

TIG kaynağına kıyasla daha az alaşım yanması ile konsantre enerji ve geniş nüfuz derinliğine sahiptir. Orta kalınlıktaki iş parçaları için tek geçişte tam nüfuz sağlayabilir. Ancak yüksek montaj hassasiyeti gerektirir ve dar bir süreç aralığına sahiptir. Uygun olmayan ısı girişi tane sınırı sıvılaşma çatlaklarını tetikleyebilir. Seri üretime uygundur.

 

3. Lazer / Elektron Işın Kaynağı

Yüksek enerji yoğunluğu ve düşük kaynak distorsiyonu ile karakterize edilen bu ürün, sıvılaşma çatlaklarını önleyebilir ve hassas ince duvarlı bileşenlere uyum sağlayabilir. Elektron ışın kaynağı, vakum koşullarında oksidasyonsuz kaynak sağlarken, lazer kaynağı otomatik çalışmayı kolaylaştırır. Dezavantajları arasında yüksek ekipman maliyeti ve montaj boşluklarına yönelik sıkı gereklilikler yer alır; Kaynak dikişlerinde gözeneklilik kolaylıkla ortaya çıkar. Kaynaktan önce yüzeyin iyice temizlenmesi gerekir.

 

4. Katı Hal Kaynağı

Atalet sürtünme kaynağı için ana metal kaynaşmamış kalır, böylece katılaşma çatlakları ve Laves fazı gibi kusurlar önlenir. Türbin diski ve döner şaft dövmelerinde tercih edilen işlemdir. Difüzyon kaynağı, dolgu metal kaynağı gerektirmeyen farklı alaşımlara ve hassas ince bileşenlere uygulanabilir, ancak uzun işlem döngüleri ve yüzey işleme kalitesi açısından son derece yüksek gereksinimler içerir.

 

5. Gaz Korumalı Metal Ark Kaynağı ve Manuel Metal Ark Kaynağı

Gaz korumalı metal ark kaynağı yüksek verimlilik sunar ve kritik olmayan alanlar için kullanılır. Manüel metal ark kaynağı yerinde onarımı kolaylaştırır, ancak zayıf koruma etkisine ve yüksek kusur risklerine sahiptir. Uygulaması havacılık gaz türbinlerinin birincil yük taşıyan dövme parçalarıyla sınırlıdır ve bunun yerine TIG kaynağına öncelik verilmektedir.

 

 

1. Sıvılaşma Çatlakları

Kaynak termal çevrimleri altında, ısıdan etkilenen bölge içindeki tanecik sınırlarındaki düşük erime noktalı fazlar sıvı filmler halinde erir. Kaynak gerilimine maruz kaldığında taneler arası çatlama meydana gelir. Çökeltmeyle güçlendirilmiş nikel bazlı süper alaşımlarda yaygın bir kusurdur.

 

2. Çatlakları Yeniden Isıtın

Kaynak sonrası ısıl işlem veya yüksek sıcaklıktaki servis sırasında, güçlendirme aşamaları tanelerin içinde çökelir ve stres oluşturur. Yetersiz tane sınırı mukavemeti taneler arası çatlaklara yol açar.

 

3. Gözeneklilik ve Cüruf Kalıntıları

Yağ lekelerinin, oksit pullarının ve oluk yüzeylerindeki nemin, saf olmayan koruyucu gazın veya arka taraftaki koruyucunun başarısız olmasından kaynaklanan, erimiş havuzlar tarafından emilen hidrojen ve nitrojen nedeniyle gözeneklilik oluşur. Oksit cüruf kalıntıları pasolar arası cürufun eksik uzaklaştırılmasından kaynaklanır.

 

4. Gevrek Faz Yağışı

Örneğin, niyobyum ayrışması, GH4169 kaynağı sırasında Laves fazını oluşturur ve bu da kaynaklı bağlantıların sünekliğini, tokluğunu ve yorulma performansını azaltır. Bu esas olarak aşırı ısı girişi ve yavaş soğutma hızlarından kaynaklanmaktadır.

 

5. Tane Kabalaştırma

Dövmeyle rafine edilen dövme ana metalin taneleri, kaynak sırasında uzun süre yüksek sıcaklığa maruz kaldığında ısıdan etkilenen bölgede kabalaşır, bu da kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerini bozar.

 

 

1. Ön kaynak

Malzeme özelliklerini ve dövme parçaların doğal kusurlarını doğrulayın. Çatlamaya dayanıklı, uyumlu dolgu metallerini seçin ve bunları neme dayanıklı tutun. Oyukları makineyle kaynaklayın ve olukların her iki tarafında en az 20 mm'lik alanda yağ lekeleri ve oksit katmanları gibi kirletici maddeleri çıkarın. Kaynak prosedürü kalifikasyonunu tamamlayın ve kaynakçıların geçerli sertifikalara sahip olmasını sağlayın.

 

2. Kaynak İşlemi

Hafif elektrot salınımıyla dar kaynak yapın. Eleman ayrışmasını ve tane sınırı sıvılaşmasını azaltmak için ısı girdisini ve pasolar arası sıcaklığı kontrol edin. Oksit filmleri temizleyin ve her kaynak pasosunu tamamladıktan sonra görsel inceleme yapın. İzlenebilirliği sağlamak için kaynak parametrelerini kaydedin.

 

3. Kaynak Sonrası Isıl İşlem

Kaynak artık gerilimini azaltın ve kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerini eski haline getirin. Alaşım spesifikasyonlarına göre çözelti işlemi ve yaşlandırma işlemi gerçekleştirin. Tane irileşmesini veya yetersiz gerilim gidermeyi önlemek için ısıtma, soğutma ve bekletme parametrelerini sıkı bir şekilde kontrol edin.

 

4. Kaynak Sonrası Muayene

Kaynak oluşumu ve yüzey kusurları için görsel inceleme yapın. Tahribatsız muayene için penetrant testini (PT), manyetik parçacık testini (MT), ultrasonik testi (UT) ve radyografik testi (RT) birleştirin. Kritik bileşenler için ilave metalografik muayene, çekme testleri ve gerilim-kopma testleri yapılacaktır. Kaynak distorsiyonunu ölçün ve gerektiğinde düzeltme yapın.

 

 

Ruihang, titanyum ürünlerinin doğrudan üreticisi olarak, hassas bileşen üretiminiz için en uygun kalitede hammaddeler sağlar. Titanyum alaşımlı çubuklar/plakalar hakkında herhangi bir satın alma ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle e-posta yoluyla iletişime geçmekten çekinmeyin:Sam.Rui@bjrh-titanium.com