مونل K500 قابل جوشکاری است و اتصال آن به استحکام آلیاژ مورد اتصال نخواهد بود. این نقص در روش کار نیست. این یکی از خواص تنها فلز پرکننده توصیه شده برای کار است و اولین چیزی است که سازنده باید قبل از تثبیت نقشه بداند.
دلیل آن در یک جمله منتشر شده نهفته است. فلز پرکننده رسوب شده توسط درجه مورد استفاده برای این آلیاژقابل سخت شدن با عملیات حرارتی نیستو هنگامی که برای اتصال مونل K500 استفاده می شود، استحکام کمتری نسبت به فلز پایه دارد. مونل K500 استحکام خود را از عملیات حرارتی به دست می آورد که ذرات را در سراسر ماده رسوب می دهد. فلز پرکننده مطابق دارای شیمی مشابهی است اما پاسخ پیری قابل استفاده ای ندارد، بنابراین عملیات حرارتی پس از جوشکاری فلز پایه اطراف جوش را سخت می کند و فلز جوش را در همان حالت باقی می گذارد.
یک فلز پرکننده برای اتصال این آلیاژ توصیه می شود و در هر سیستم طبقه بندی که خریدار ممکن است سفارش دهد، مشخص شده است. همان سیم به همه آنها پاسخ می دهد، به همین دلیل است که یک استعلام که یک سیستم را نقل می کند و یک گواهی آسیاب که سیستم دیگری را نقل می کند، می تواند همان محصول را توصیف کند.
| سیستم | تعیین | یادداشت |
|---|---|---|
| AWS A5.14 | ERNiCu-7، UNS N04060 | طبقه بندی سیم و میله برهنه. ER نشان دهنده پرکننده برهنه برای فرآیندهای محافظت شده با گاز است |
| ASME | SFA-5.14 ERNiCu-7، F-No. 42 | تعیین ASME، با شماره پرکننده مورد استفاده در صلاحیت رویه |
| BS 2901 | NA33 | تعیین استاندارد بریتانیا |
| DIN 1736 | SG-NiCu30MnTi، شماره ماده 2.4377 | تعیین آلمان. توجه داشته باشید که 2.4377 پرکننده است، در حالی که فلز پایه 2.4375 است |
| EN ISO 18274 | SNi4060، NiCu30Mn3Ti | تعیین بین المللی فعلی |
| نام تجاری رایج | مونل فیلر متال 60 | نام تولید کننده که در اکثر نقشه های تاریخی ظاهر می شود |
دو عدد از این اعداد به راحتی قابل جابجایی هستند و ارزش جدا کردن یک بار را دارند. پرکننده 2.4377 است. فلز پایه 2.4375 است. آنها در رقم آخر متفاوت هستند و مواد متفاوتی هستند.
| پرکننده، همانطور که مشخص شده است | مقدار |
|---|---|
| نیکل به علاوه کبالت | 62.0% تا 69.0% |
| مس | باقیمانده |
| تیتانیوم | 1.5% تا 3.0% |
| منگنز | حداکثر 4.0% |
| آهن | حداکثر 2.5% |
| آلومینیوم | حداکثر 1.25% |
| سیلیکون | حداکثر 1.25% |
| کربن | حداکثر 0.15% |
| فسفر | حداکثر 0.020% |
| گوگرد | حداکثر 0.015% |
| حداقل استحکام کششی رسوب | 70,000 psi یا 483 MPa |
| حداقل ازدیاد طول رسوب | 30% در طول سنج 4d |
| قطرهای موجود | 0.8، 0.9، 1.0، 1.14، 1.2، 1.6 و 2.4 میلی متر |
| طول های مستقیم | 915 میلی متر یا 1000 میلی متر |
| فرآیندها | قوس تنگستن گازی، قوس فلز گازی و قوس زیرپودری. برای برخی شرایط قوس فلز گازی، یک لایه مانع از پرکننده نیکل خالص توصیه می شود و جوشکاری زیرپودری از فلاکس مطابق استفاده می کند |
دو رقم زیر از دو سند مختلف آمده است و کنار هم قرار دادن آنها دلیل وجود این صفحه است. یکی حداقل چیزی است که فلز پرکننده باید تحویل دهد. دیگری حداقل چیزی است که فلز پایه در شرایطی که اکثر قطعات خریداری می شوند باید تحویل دهد.
| حداقل استحکام کششی | حداقل استحکام تسلیم | حداقل ازدیاد طول | |
|---|---|---|---|
| میلگرد مونل K500، کار گرم شده و سخت شده با عملیات حرارتی، مطابق با ASTM B865 | 140 ksi یا 965 MPa | 100 ksi یا 690 MPa | 20.0% |
| میلگرد مونل K500، کار سرد شده و سخت شده با عملیات حرارتی، 1/4 اینچ تا 1 اینچ | 145 ksi یا 1000 MPa | 110 ksi یا 760 MPa | 15.0% |
| رسوب فلز پرکننده 60، سیمی که برای اتصال آن استفاده می شود | 70 ksi یا 483 MPa | مشخص نشده است | 30% |
| نسبت، بهترین حالت برای رسوب | نصف | منتشر نشده است | یک و نیم برابر |
رسوب تضمین شده است درنصف استحکام کششیمیلگرد سخت شده با عملیات حرارتی که به آن متصل می شود، و شکاف با هیچ کاری که پس از جوشکاری انجام می شود بسته نمی شود. شرح منتشر شده رسوب این است که خواص آن شبیه به خواص آلیاژ مونل 400 است، که راه درست فکر کردن در مورد آن است: یک قطعه جوش داده شده K500 حاوی منطقه ای از مواد در سطح آلیاژ 400 است که از آن عبور می کند.
دو نتیجه برای نقشه به دست می آید. یک اتصال جوش داده شده در K500 باید در جایی قرار گیرد که طراحی اجازه منطقه ای با استحکام کمتر را می دهد، که معمولاً به دور از بخش با بالاترین تنش است. و جایی که استحکام کامل سخت شده باید از یک اتصال عبور کند، اتصال باید با روشی ساخته شود که به پرکننده متکی نباشد، یا قطعه باید برای جلوگیری از اتصال مجدداً طراحی شود.
راهنمایی منتشر شده آلیاژ در کنار آن قرار دارد و با آن در تضاد نیست، اگرچه این دو به گونه ای خوانده می شوند که ممکن است باشند. اعلامیه آلیاژ بیان می کند که جوش ها می توانند با استحکام فلز پایه سخت شده با عملیات حرارتی تولید شوند اگر عملیات سخت کاری پس از جوشکاری اعمال شود، که بیانیه ای در مورد مونتاژ است. اعلامیه دیتاشیت پرکننده بیان می کند که فلز جوش قابل سخت شدن با عملیات حرارتی نیست، که بیانیه ای در مورد رسوب است. هر دو همزمان درست هستند: فلز پایه اطراف جوش استحکام سخت شده خود را هنگام سخت شدن مونتاژ جوش داده شده بازیابی می کند، و فلز رسوب این کار را نمی کند.
این بخشی از رویه است که بیشتر اوقات فشرده می شود و فشرده سازی آن قطعه ای را تولید می کند که در بازرسی رد می شود یا در اوایل سرویس دهی خراب می شود. توالی منتشر شده برای یک قطعه K500 جوش داده شده دارای یک آنیل بین جوشکاری و سخت کاری است، که در مجموع سه عملیات حرارتی را شامل می شود.
| مرحله | چه کاری انجام می شود | پارامتر | چرا نمی توان از آن صرف نظر کرد |
|---|---|---|---|
| یک | قطعه را جوش دهید | فلز پایه در شرایط آنیل شده محلول، دمای بین پاس حداکثر 120 درجه سانتیگراد | باید از مواد جوشکاری که قبلاً سخت شده اند اجتناب شود، زیرا وضعیت سخت شده خاصیت انعطاف پذیری را به شدت کاهش داده است. جوشکاری در شرایط آنیل شده چیزی است که اتصال را سالم می کند |
| دو | قطعه جوش داده شده را آنیل کنید | 850 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتیگراد، سپس تا حد امکان سریع خنک کنید | توصیه منتشر شده این را بین جوشکاری و سخت کاری قرار می دهد. تنش های جوشکاری را تسکین می دهد و ساختار مخلوط باقی مانده در امتداد خط ذوب را قبل از اعمال عملیات سخت کاری بر روی آن حذف می کند |
| سه | قطعه را سخت کنید | 580 درجه سانتیگراد تا 610 درجه سانتیگراد. برای میله و فورج، 4 تا 16 ساعت، سپس خنک کردن کوره با سرعت تقریبی 12 درجه سانتیگراد در ساعت تا 480 درجه سانتیگراد، سپس خنک کردن هوا | این چیزی است که استحکام فلز پایه را توسعه می دهد. یک چرخه کوتاه شده در 640 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت با خنک کردن کوره 10 ساعته نیز منتشر شده است |
مرحله آنیل یک نتیجه دوم دارد که فراتر از جوش می رود. هر قسمت از مونتاژ از 850 تا 900 درجه سانتیگراد و سپس از چرخه سخت کاری عبور می کند، بنابراین هر چیز دیگری که به همان ساخت متصل شده است باید هر دو را تحمل کند. یک واشر، یک درزگیر، یک اتصالات پیچ شده یا یک درج که نمی تواند این دماها را تحمل کند باید پس از عملیات حرارتی نصب شود، که یک تصمیم مسیریابی است و نه یک تصمیم جوشکاری و ارزش تسویه در مرحله نقشه را دارد.
راهنمایی منتشر شده همچنین در مورد جهت دیگر هشدار می دهد. مواد بیش از حد سخت شده را نمی توان با یک عملیات سخت کاری بیشتر بازیابی کرد: قطعه باید در دمای 1800 تا 1900 درجه فارنهایت آنیل شود تا رسوب دوباره حل شود و سپس دوباره سخت شود، و مزیت هر کار سرد در آن آنیل از بین می رود. بنابراین یک مونتاژ جوش داده شده که بیش از حد در دما قرار می گیرد، هیچ راه بازگشتی به وضعیت طراحی شده خود ندارد.
الکترودهای پوشش دار نیمه دیگر محدوده هستند و با پیشوند EN و نه ER مشخص می شوند. این دو پیشوند قابل تعویض نیستند و برای فرآیند یکسان نیستند: درجات ER سیم و میله برهنه برای کار محافظت شده با گاز هستند، و درجات EN الکترودهای پوشش دار برای قوس فلز دستی هستند. جدول زیر هر الکترود پوشش دار را با فلز پایه ای که برای آن است جفت می کند.
| فلز پایه | شماره UNS | الکترود پوشش دار | برای |
|---|---|---|---|
| مونل 400 | N04400 | ENiCu-7 | خانواده نیکل-مس، و درجه برای اتصالات K500 که در آن از الکترود پوشش دار استفاده می شود |
| هاستلوی C-276 | N10276 | ENiCrMo-4 | رسانه های کاهنده. در برابر اسید هیدروکلریک مقاوم است، با مقاومت در جایی که اکسیژن یا اکسید کننده ها وجود دارند کاهش می یابد |
| 254SMO | S31254 | ENiCrMo-3 | رسانه های اکسید کننده و کاهنده با هم، و سرویس کلراید |
| 904L | N08904 | E385-16 | فولاد ضد زنگ سوپر آستنی |
| 2205 | S31803 و S32205 | E2209 | فولاد ضد زنگ دوفازی، که در آن پرکننده تعادل فریت و آستنیت را مطابقت می دهد |
| اینکونل 600 | N06600 | ENiCrFe-3 | فلز پایه نیکل-کروم برای سرویس داغ |
| اینکونل 625 | N06625 | ENiCrMo-3 | فلز پایه نیکل-کروم-مولیبدن |
| اینکولوی 800 | N08800 | ENiCrFe-2 | فلز پایه نیکل-آهن-کروم |
| اینکولوی 800H | N08810 | ENiCrCoMo-1 | درجه کربن بالاتر برای سرویس خزش |
| اینکولوی 800HT | N08811 | ENiCrCoMo-1 | همان پرکننده برای درجه دمای بالاتر |
| اینکولوی 825 | N08825 | ENiCrMo-3 | نیکل-آهن-کروم-مولیبدن، که در آن مولیبدن وظیفه اسیدی را بر عهده دارد |
سه تصحیح ارزش حمل از آن جدول را دارند، زیرا صفحات منتشر شده هر یک از آنها را اشتباه می گیرند. مونل 400N04400است؛ N02200 نیکل 200 است که آلیاژ متفاوتی و خانواده متفاوتی است. آلیاژ 825اینکولوی 825 و نه اینکونل، زیرا درجات اینکولوی خانواده نیکل-آهن-کروم هستند. و الکترود پوشش دار برای 254SMO ENiCrMo-3 است که همان تعیین مورد استفاده برای اینکونل 625 است، زیرا پرکننده برای شیمی اتصال انتخاب می شود و نه برای نام فلز پایه.
یکی از دلایلی که مونل K500 مشخص شده است این است که غیر مغناطیسی است و یک قطعه جوش داده شده می تواند این خاصیت را در درز از دست بدهد. شرح منتشر شده آلیاژ این است که در دمای زیر 100- درجه سانتیگراد در شرایط سخت شده با عملیات حرارتی غیر مغناطیسی است، با نفوذپذیری مغناطیسی نسبی در دمای اتاق 1.0015 یا کمتر. فلز جوش از این نظر کیفیت پایین تری دارد و دلیل آن جمله ای است که قبلاً نقل شده است: رسوب دارای خواصی شبیه به آلیاژ مونل 400 است.
آلیاژ 400 تنها درجه نیکل-مس است که دمای کوری آن در محدوده محیطی قرار می گیرد. محدوده منتشر شده آن 21 تا 49 درجه سانتیگراد است، با یادداشت همراه که مقدار آن تحت تأثیر ترکیب است و بنابراین برخی از بچ ها در دمای اتاق مغناطیسی خواهند بود در حالی که برخی دیگر نخواهند بود. با دنبال کردن بیانیه منتشر شده مبنی بر اینکه رسوب مانند آلیاژ 400 رفتار می کند، یک جوش K500 ساخته شده با این پرکننده حاوی منطقه ای است که رفتار مغناطیسی آن در دمای اتاق نسبت به فلز پایه اطراف آن کمتر مطمئن است.
برای قطعه ای که کل هدف آن جلوگیری از اختلال در سنسور مغناطیسی است، باید عمداً مدیریت شود و فرض نشود. گزینه های عملی عبارتند از دور نگه داشتن درز از سنسور، مشخص کردن بررسی نفوذپذیری مغناطیسی بر روی قطعه تمام شده و نه فقط بر روی فلز پایه، یا اجتناب از جوشکاری در منطقه حساس. سفارش خرید که فلز پایه را مشخص می کند و در مورد درز سکوت می کند، خاصیتی را که مهم است مشخص نکرده است.
راهنمایی ساخت منتشر شده برای این خانواده در مورد کارگاه به طور غیرمعمولی دستوری است و دلیل آن این است که آلیاژهای نیکل نسبت به آلودگی که فولاد کربن بدون عواقب تحمل می کند، تحمل ناپذیر هستند.
| مورد | الزامات | دلیل |
|---|---|---|
| محیط کار | یک مکان جداگانه، به طور خاص جدا شده از هر منطقه ای که فولاد کربن در آن پردازش می شود. در هنگام جوشکاری محافظت شده با گاز باید از پیش نویس ها اجتناب شود | ذرات آهن معلق در هوا از کار فولادی در سطح نیکل فرو می روند و به محل خوردگی تبدیل می شوند |
| ابزارها | ابزارهای مورد استفاده برای مواد دیگر را نمی توان استفاده کرد. فقط برس های فولاد ضد زنگ | برس یا ابزاری که با فولاد کربن تماس داشته است، آن را به اتصال منتقل می کند |
| ماشین آلات | قیچی، پانچ و غلتک ها باید با نمد، مقوا یا فیلم مجهز شوند | تا سطوح توسط ذرات آهن که توسط تجهیزات فشرده می شوند آسیب نبینند |
| تمیز کردن | فلز پایه در دو طرف درز، و خود میله پرکننده، با استون تمیز می شود | چربی، رنگ علامت گذاری و مدادهای نشانگر دما منابع معمول آلودگی گوگرد، سرب و فسفر هستند |
| محافظت ریشه | آرگون خالص روی ریشه، با لبه جوش عاری از اکسید پس از آن. همچنین برای لایه اول، و در برخی ساختارها لایه دوم میانی توصیه می شود | زیر پاس ریشه بدون محافظت اکسید می شود و اکسید محل خوردگی است |
| رنگ حرارتی | در حالی که لبه جوش هنوز داغ است با برس فولاد ضد زنگ حذف می شود | رنگ، یک لایه اکسید است و برداشتن آن در حالت داغ آسان تر از حالت سرد است. نباید با سنگ زنی سطح قطعه حذف شود |
| دمای بین پاس | حداکثر 120 درجه سانتیگراد | برای محافظت از خواصی که آلیاژ برای آنها خریداری می شود، پایین نگه داشته می شود |
| اسید شویی | در صورت مشخص شدن، آخرین عملیات است، پس از تمام جوشکاری و برس زنی | کل سطح را تمیز می کند، بنابراین باید پس از آخرین عملیاتی که می تواند آن را آلوده کند، انجام شود |
| تکنیک | تکنیک ضربه ای برای کار با قوس فلز گازی ترجیح داده می شود | کنترل بهتر ورودی حرارت بر روی ماده ای که گرما را به سرعت دور نمی کند |
ERNiCu-7 برای کار با قوس تنگستن گازی، قوس فلز گازی و قوس زیرپودری، همچنین با نام AWS A5.14 ERNiCu-7 و UNS N04060، با نام تجاری Monel Filler Metal 60. معادل الکترود پوشش دار برای قوس فلز دستی ENiCu-7 است. تعیین آلمان SG-NiCu30MnTi با شماره ماده 2.4377 است، و تعیین بین المللی SNi4060 یا NiCu30Mn3Ti است.
خیر. بیانیه منتشر شده این است که فلز جوش قابل سخت شدن با عملیات حرارتی نیست و هنگام اتصال K500 استحکام کمتری نسبت به فلز پایه دارد. اعداد اندازه شکاف را مشخص می کنند: پرکننده با حداقل استحکام کششی 70,000 psi یا 483 MPa مشخص شده است، در حالی که میلگرد K500 سخت شده با عملیات حرارتی با حداقل 140 ksi یا 965 MPa مشخص شده است. رسوب با نصف استحکام میلگردی که به آن متصل می شود تضمین می شود و هیچ عملیات پس از جوشکاری این شکاف را نمی بندد.
فلز پایه اطراف جوش را تقویت می کند و نه فلز جوش. راهنمایی آلیاژ که جوش ها می توانند با استحکام فلز پایه سخت شده با عملیات حرارتی تولید شوند اگر عملیات سخت کاری پس از جوشکاری اعمال شود، مونتاژ را توصیف می کند. بیانیه دیتاشیت پرکننده که فلز جوش قابل سخت شدن با عملیات حرارتی نیست، رسوب را توصیف می کند. هر دو صحیح هستند و خواندن اولی به عنوان بیانیه ای در مورد فلز جوش اشتباهی است که این تمایز برای جلوگیری از آن وجود دارد.
قطعه را با فلز پایه در شرایط آنیل شده محلول جوش دهید، سپس قطعه جوش داده شده را بین 850 تا 900 درجه سانتیگراد آنیل کنید و تا حد امکان سریع خنک کنید، سپس آن را سخت کنید. محدوده سخت کاری منتشر شده 580 تا 610 درجه سانتیگراد است، با 4 تا 16 ساعت برای میله و فورج، خنک کردن کوره با سرعت تقریبی 12 درجه سانتیگراد در ساعت تا 480 درجه سانتیگراد، و سپس خنک کردن هوا. آنیل بین جوشکاری و سخت کاری مرحله ای است که بیشتر اوقات حذف می شود.
نباید. راهنمایی منتشر شده این است که از جوشکاری مواد سخت شده با عملیات حرارتی به دلیل کاهش شدید انعطاف پذیری اجتناب شود. توالی که کار می کند این است که در شرایط آنیل شده جوش داده و سپس عملیات سخت کاری را اعمال کنید. جایی که یک قطعه سخت شده است و سپس نیاز به اتصال دارد، گزینه ها عبارتند از حذف سخت کاری با آنیل محلول در ابتدا، یا تغییر طراحی اتصال.
ENiCu-7، که الکترود پوشش دار برای خانواده نیکل-مس است و شماره تعیین آن با سیم برهنه مورد استفاده برای K500 مشترک است. یک صفحه منتشر شده در این زمینه مونل 400 را N02200 می دهد؛ شماره صحیح UNS N04400 است. N02200 نیکل 200، نیکل خالص تجاری و ماده متفاوتی است.
مونل K500 با پرکننده نیکل-مس، که به عنوان سیم برهنه ERNiCu-7 و به عنوان الکترود پوشش دار ENiCu-7 مشخص شده است، با شماره ماده 2.4377 در مقابل 2.4375 برای فلز پایه جوش داده می شود. آن پرکننده قابل سخت شدن با عملیات حرارتی نیست، بنابراین رسوب با 70,000 psi یا 483 MPa در مقابل حداقل 140 ksi یا 965 MPa میلگرد سخت شده با عملیات حرارتی که به آن متصل می شود، تضمین می شود. بنابراین اتصال به دلیل طراحی و نه خطا ضعیف ترین منطقه در قطعه است و باید به طور مناسب قرار گیرد. توالی صحیح سه مرحله حرارتی است و نه دو: جوشکاری در شرایط آنیل شده با دمای بین پاس زیر 120 درجه سانتیگراد، آنیل بین 850 تا 900 درجه سانتیگراد، سپس سخت کاری در 580 تا 610 درجه سانتیگراد. محیط کار، ابزار و رژیم تمیز کردن همگی بیش از فولاد کربن اهمیت دارند، زیرا آلیاژ نسبت به آلودگی بخشنده تر است.
مصرفی های جوشکاری نیکل-مس و فلز پایه مطابق از چانگژو، جیانگ سو، در اشکال سیم برهنه و الکترود پوشش دار که در بالا توضیح داده شد، از کارخانه ای که دارای گواهینامه ISO 9001 است و توسط SGS حسابرسی می شود، عرضه می شوند. مواد پایه، فرآیند و اینکه آیا اتصال باید استحکام سخت شده را حمل کند، ارسال کنید، و پرکننده و توالی از این سه پاسخ به دست می آیند.
همه موارد فوق یک مقدار منتشر شده برای درجه نامگذاری شده است و هیچ کدام از آنها معیار پذیرش برای یک ساخت خاص نیست. آنچه یک اتصال به آن می رسد به وضعیت فلز پایه، طراحی اتصال، ورودی حرارت و توالی عملیات حرارتی بستگی دارد که با هم ترکیب می شوند، به همین دلیل است که یک رویه بر روی مونتاژ و نه بر روی سیم واجد شرایط می شود. در مورد دمای کوری فلز پایه، دو منبع منتشر شده با اختلاف کمی متفاوت هستند؛ ارقام بالا به منبعی که از آن آمده اند نسبت داده می شوند.