คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับความรู้ด้านวัสดุ Monel 400 (Monel400, N04400)
วัสดุโมเนล 400
โลหะผสมนิกเกิลหรือที่รู้จักกันในชื่อโลหะผสมโมเนล โลหะผสมโมเนล 400 ประกอบด้วย C-0.11%, Mn-0.99%, Si-0 16%, Cu-32.26%, Ni-65.02%, AI-0.04%, เหล็ก-1.42%, S น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.001 %, P น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05% Monel400 เป็นสารละลายโซลิดเฟสเดียวที่มีความแข็งแรงสูง เป็นโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งมีปริมาณมากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด มีคุณสมบัติครบถ้วนดีเยี่ยม โลหะผสมอยู่ในกรดไฮโดรฟลูออริกและก๊าซฟลูออรีน มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมกับของเหลวอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อน
การเลือกชนิดลวดเชื่อมและอิเล็กโทรด
จากการเปรียบเทียบในตารางที่ 1 ลวดเชื่อม ERNiCu-7, ลวดเชื่อม ENiCu-7 และโลหะฐาน Monel400 เป็นส่วนประกอบที่เกิดขึ้นทางเคมีและเป็นวัสดุการเชื่อมที่เข้ากันที่สุด ในขณะที่นิกเกิล FM61 (Nier-1) เป็นองค์ประกอบทางเคมีของลวดเชื่อมนิกเกิลบริสุทธิ์ ค่าทั่วไปและค่ารับประกันคือ C ({{10}}.08% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15%), แมงกานีส (0.43 % น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.{{20}}%), เหล็ก (0.5% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0%), Si ({{ 29}}.3% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.75%), P(0.05) 002% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%), S (0.003% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.015%), Ni (96. 0% มากกว่า หรือเท่ากับ 930%) ทองแดง (0.11% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.25%) อลูมิเนียม (0.9% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5%) , Ti(2.0% น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3.0%) Neil No. 1 ใช้เป็นหลักในการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิล 200, 201, โลหะผสม Monel, โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล และเหล็กกล้าคาร์บอน จากนั้นเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสม Monel400
ทางเลือกของวิธีการเชื่อม
โลหะผสม Monel 400 สามารถเชื่อมได้หลายวิธี เช่น SMAW (การเชื่อมอาร์กแบบแท่ง), GTAW (การเชื่อมอาร์กทังสเตน), GMAW (การเชื่อมอาร์กโลหะ), SAW (การเชื่อมอาร์กแบบจุ่ม) วิธีการเชื่อมที่ใช้มีดังนี้ ข้อดีของ GTAW:
1) ก๊าซอาร์กอนสามารถแยกอากาศโดยรอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ มันไม่ละลายในโลหะและไม่สอดคล้องกัน ปฏิกิริยาโลหะ ในระหว่างกระบวนการเชื่อมอาร์กทังสเตน ส่วนโค้งยังมีฟังก์ชั่นในการทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของชิ้นงานโดยอัตโนมัติ เนื่องจากสามารถเชื่อมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก สแตนเลส และโลหะผสมที่ออกฤทธิ์ทางเคมีต่างๆ ได้สำเร็จ
2) การเชื่อมอาร์กอนอาร์กอนทังสเตนภายใต้สภาวะการไหลของพลังงานขนาดเล็กเหมาะสำหรับการเชื่อมแผ่นบางและแผ่นบางพิเศษ
3) สามารถควบคุมแหล่งความร้อนและลวดตัวเติมได้อย่างอิสระ ดังนั้นการปรับความร้อนเข้าจึงทำได้ง่าย และสามารถเชื่อมในตำแหน่งต่างๆ ได้ และยังสามารถเชื่อมด้านเดียวได้อีกด้วย วิธีการที่เหมาะสำหรับการเชื่อมการขึ้นรูปสองด้าน
ข้อเสีย: 1) การหลอมละลายลึก ความเร็วในการหลอมช้า และผลผลิตต่ำ 2) อิเล็กโทรดทังสเตนมีความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าต่ำ กระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปจะทำให้อิเล็กโทรดทังสเตนละลายและระเหย และอนุภาคของอิเล็กโทรดอาจเข้าสู่แอ่งหลอมเหลว ก่อให้เกิดมลภาวะ 3) ก๊าซเฉื่อย (อาร์กอนและฮีเลียม) มีราคาแพงและแตกต่างจากวิธีการเชื่อมอาร์กอื่นๆ (การเชื่อมอาร์กด้วยตนเอง การเชื่อมอาร์กใต้น้ำ เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ) ต้นทุนการผลิตจะสูงกว่า
ร่องเชื่อม
กระแสตรงการเชื่อมที่ใช้สำหรับการเชื่อมร่องคือ (a) ชั้นแรก: 82A, ชั้นที่สอง: 90A, แรงดันอาร์ค 10-12V, ขั้วบวก Mone400 คือ 3. ความหนา 5 มม., เส้นผ่านศูนย์กลาง 45 มม., วัสดุมาตรฐาน ASTM B163 อัตราส่วนผสมของก๊าซป้องกันและก๊าซป้องกันหางคือ 99% อัตราการไหลของก๊าซ 12 ลิตร/นาที แต่อัตราการไหลของก๊าซป้องกันด้านหลังคือ 10 ลิตร/นาที วัสดุเชื่อมต้องเป็น ASME ใช้แบรนด์ SFA-5.14, φ 2.5 มม., ERNiCu-7 ความหนาของโลหะเชื่อมคือ 3.5 มม. ตำแหน่งการเชื่อมแบบชนคือขึ้นและลง และตำแหน่งการเชื่อมเนื้อคือการเชื่อมแบบชนแนวนอน ลวดเส้นเดียวถูกเชื่อมเป็นสองชั้นในแต่ละครั้ง ความเร็วในการเชื่อมคือ 67-73 มม./นาที และควรควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้นที่ 100 องศา
เนื่องจากโลหะผสมนิกเกิลและเหล็กกล้าไร้สนิมโลหะผสมสูงมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอน จึงมีการนำความร้อนต่ำและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูง ในการทำเช่นนี้ควรใช้การหนีบและการเชื่อมในพื้นที่ขนาดใหญ่ สามารถใช้ขาเชื่อม (1-3 มม.) และวิธีการอื่นๆ เพื่อแก้ไขปัญหาได้ เนื่องจากวัสดุ Monel 400 มีประสิทธิภาพต่ำในการเชื่อมการไหลของโลหะหลอมเหลว จึงจำเป็นต้องออกแบบให้มีมุมร่องขนาดใหญ่เพื่อให้ลวดเชื่อมสามารถเติมเต็มตะเข็บเชื่อมได้
เพื่อควบคุมอิทธิพลของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย เช่น S และ P อย่างเคร่งครัด ควรทำความสะอาดมุมเอียงและลวดเชื่อมด้วยอะซิโตนก่อนทำการเชื่อม ความบริสุทธิ์ที่ต้องการของก๊าซอาร์กอนป้องกันที่ใช้คือ 99.99%
เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของส่วนโค้งในระหว่างกระบวนการเชื่อม ควรให้ความสนใจกับจุดศูนย์กลางของอิเล็กโทรดทังสเตนและความคมของปลาย เมื่อทำการเชื่อมควรให้ความสนใจกับการควบคุมอัตราส่วนฟิวชันให้ต่ำกว่า 50% ทางที่ดีควรทำให้การเชื่อมแคบลงเหลือ 4.5 โลหะผสม Monel400 มีการหดตัวอย่างมาก และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวในบริเวณรอยเชื่อมและโซนที่ได้รับความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นรอยเชื่อมด้านล่าง ดังนั้นจึงควบคุมอุณหภูมิระหว่างการเชื่อม เมื่ออุณหภูมิของการเชื่อมฐานลดลงเหลือ 100 ~ 150 องศา การเชื่อมชั้นที่สองจะถูกเชื่อม หากสภาวะเอื้ออำนวย ควรใช้มาตรการระบายความร้อนอย่างช้าๆ สำหรับการเชื่อมที่หุ้ม
