-Лучно заваривање са језгром (ФЦАВ) легура никла: продуктивност наспрам квалитета-заваривања

Зашто је ФЦАВ и најбољи и најризичнији избор за легуре никла

-Лучно заваривање са језгром (ФЦАВ) је највећи-продуктивни полуаутоматски- процес доступан за легуре никла. Може да депонује 3-5 кг метала за заваривање на сат -- пет пута више од ГТАВ (ТИГ) -- док производи заварене шавове који испуњавају исте захтеве за затезањем, течењем и ударом по Шарпи као ГТАВ.

Али ФЦАВ на легурама никла је немилосрдан: неуредан избор режима лука, погрешан заштитни гас или лабава контрола температуре између пролаза стварају порозност и вруће пукотине које ГТАВ никада не би толерисао. Овај водич вам даје податке, критеријуме за одлучивање и процедуралне заштитне ограде за продуктивно коришћење ФЦАВ без жртвовања корозије и механичких перформанси за које су легуре никла специфициране.

Основе ФЦАВ: два начина, две филозофије

Који ФЦАВ режим треба да користите за легуре никла?

ФЦАВ ради у два различита режима, а избор између њих је најважнија одлука у било којој ФЦАВ процедури за легуре никла{0}}:

Зашто је ФЦАВ-С ретко специфициран за критичне услуге легуре никла

ФЦАВ-С генерише сопствену заштиту тако што разлаже пуњење флукса, што производи атмосферу-богату азотом. Легуре никла су одлични апсорбери азота -- и азот у завареном базену формира крхке нитриде и поре. ФЦАВ-С завари у легурама никла рутински показују нивое порозности азота од 200--500 ппм, у поређењу са 30--80 ппм за ФЦАВ-Д. За било коју примену где ће завар бити изложен корозивним медијима, притиску или екстремним температурама, ФЦАВ-С није прихватљив. ФЦАВ-С се повремено користи за привремене заваре на терену или монтажу на отвореном где су боце за гас непрактичне, али чак и тада критеријуми прихватања морају бити значајно пооштрени.

Поређење продуктивности: ФЦАВ вс ГТАВ вс ГМАВ вс СМАВ

Колико је ФЦАВ бржи у поређењу са другим процесима?

ФЦАВ-Д таложи 3--5к више метала шава на сат него ГТАВ и 1,5--2к више од ГМАВ на легурама никла.

Бројеви који стоје иза предности ФЦАВ у продуктивности су засновани на физици. Брзина увлачења жице, густина струје и радни циклус се комбинују да би произвели стопе таложења које ниједан ручни или полуаутоматски процес не може да парира у производњи легуре никла дебелог пресека-.

Стварни бројеви произвођача: ФЦАВ-Д на Инцонел 625 плочи од 20 мм

Продавница за производњу цеви која је упоређивала ГТАВ са ФЦАВ-Д за заваривање 20 мм Инцонел 625 цеви по распореду 80 (6- инча НБ) са чеоним спојем са В-жлебом забележила је следећа времена по споју:

Хибридни приступ (ГТАВ роот + ФЦАВ-Д филл/цап) постао је стандардни поступак продавнице. Он бележи ГТАВ супериорну пенетрацију корена и пролаз корена са нултом-порозношћу, а затим прелази на ФЦАВ-Д за запремину пуњача и пролаза капице. Овај приступ је сада стандардан у већини великих радњи за производњу легура никла широм света.

Замена квалитета{0}}: Где ФЦАВ заостаје за ГТАВ

ФЦАВ-Д уводи четири мерљива ризика квалитета у поређењу са ГТАВ – од којих се сви могу контролисати правилном процедуром.

ФЦАВ-Д метал за заваривање у Инцонел 625 доследно испуњава исте захтеве за затезањем, течењем и Шарпијевим захтевима као и ГТАВ – када је процедура исправно наведена.

Забринутост да ФЦАВ производи заварене -квалитете од ГТАВ делимично зависи од мита, а делимично од процедуре{1}}. Модерне ФЦАВ-Д процедуре за легуре никла, када се правилно изврше, производе метал шава са идентичним или супериорним механичким својствима у односу на еквивалентне ГТАВ процедуре. Кључне варијабле су: класификација додатног метала, састав заштитног гаса и контрола уноса топлоте.

Напомена: Горе наведене бројке стопе корозије су из 90-дневног АСТМ Г48 метода Ц теста урањања. И ФЦАВ-Д и ГТАВ завари показали су еквивалентну отпорност на корозију јер додатни метал ЕРНиЦрМо-3 надмашује основни метал у садржају Мо и Цр, компензујући све мање микроструктурне разлике између ова два процеса. Извор: Линцолн Елецтриц подаци о поступку заваривања легуре никла, 2023.

Заштитни гас: одлучујућа варијабла у ФЦАВ-Д квалитету

75--80% аргона + 20--25% ЦО₂ је оптимална равнотежа за легуру никла ФЦАВ-Д – балансира стабилност лука, пенетрацију и ниску порозност. Равне мешавине ЦО₂ или високе ЦО₂ изазивају порозност; чисти аргон смањује прскање, али погоршава влажење.

Зашто је додавање азота у ФЦАВ заштиту од легуре никла катастрофално

Упорна заблуда сматра да је, пошто легуре никла садрже композиције без азота-, додавање Н₂ заштитном гасу безопасно. Ово је лажно. Азот у атмосфери лука се апсорбује директно у базен растопљеног никла, где формира крхке талоге нитрида никла (Ни₃Н) и порозност азота. У једном документованом случају, произвођач је додао 8% Н₂ у мешавину Ар/ЦО₂ да би "побољшао стабилност лука" и произвео метал шава са нивоом порозности азота од 1.200-2.500 ппм - који се може потпуно одбацити. Додатак азота никада није прихватљив у ФЦАВ или ГТАВ заштити од легуре никла.

Брзина протока, растојање млазница и ветар: практичне контроле

Брзина протока: 25--40 Л/мин (1--1.5 цфм) за млазницу од 12--20 мм; повећање за окружења са промајем

Раздаљина-до-радне млазнице: максимално 15--25 мм -- преко 25 мм, ефикасност заштите од капљица ваздуха из околине за 40--60%

Брзина ветра изнад 8 км/х: Користите штит од заштитног гаса или се померите у заштићено подручје; изнад 8 мпх, ГТАВ или ФЦАВ-С само уз изузетан опрез

Прочистите црево и регулатор пре прве употребе сваког дана - контаминација влагом узрокује порозност водоника у завару

Улаз топлоте и контрола температуре између пролаза

Одржавајте унос топлоте између 0,8 и 2,5 кЈ/мм и међупролазну температуру испод 150 степени (300 степени Ф) - исте границе као и ГТАВ. Већа стопа таложења ФЦАВ-а не дозвољава већи унос топлоте.

Формула уноса топлоте за ФЦАВ (са обрађеним примером)

Уложена топлота (кЈ/мм)=(напон × струја × 60) ÷ (брзина путовања мм/мин × 1000)

Избор додатног метала за ФЦАВ легуре никла

АВС А5.34 (специфичан за ФЦАВ-) и АВС А5.14 (компатибилан са ГТАВ/ГМАВ-) дефинишу примарне додатке за ФЦАВ легуре никла. Увек користите пунила са ознаком ФЦАВ-(Тиг- и Арц-сертификована) за максималну компатибилност.

ФЦАВ складиштење жице и руковање: скривена променљива квалитета

Чувајте ФЦАВ жицу у оригиналном запечаћеном паковању; апсорпција влаге узрокује порозност водоника (тестирано према АВС А5.34 Анексу)

Немојте користити жицу која показује рђу, удубљење или промену боје на спољној површини - влага флукса деградира квалитет завара

Промене калема: очистите вођицу жице и врх контакта пре поновног покретања; флукс на одсеченом крају претходног калема може бити контаминиран

За критичну услугу (НАЦЕ, АСМЕ одељак ВИИИ, нуклеарна): наведите жицу са флуксом{0}}на АВС А5.34 са сертификатом о усклађености и извештајем о хемији по броју грејања/партији

ФЦАВ контролна листа за осигурање квалитета легуре никла

Напомене о процедурама ФЦАВ породице легура никла

Инцонел 625: Легура никла која највише опрашта за ФЦАВ

Инцонел 625 је најлакша легура никла која је успешна за ФЦАВ, јер његов високи садржај Нб+Мо обезбеђује само-стабилизацију против пуцања и преосетљивости. Препоручена је легура за радње које прелазе са производње нерђајућег челика на производњу легуре никла.

ЕРНиЦрМо-3 пунило је универзални избор -- надмашује основни метал у чврстоћи и отпорности на корозију

Није потребно претходно загревање или ПВХТ; међупролазна температура 150 степени мак

ГТАВ пролаз корена се и даље препоручује за сучеоне заваре са пуним{0}}продирањем; ФЦАВ-Д за пуњење/кап

Комбинација 625/ЕРНиЦрМо-3 је одобрена према НАЦЕ МР0175 / ИСО 15156 за киселу употребу у завареном стању

Инцонел 718: Будите опрезнији

Инцонел 718 је преципитацијски-очвршћен, што значи да се ХАЗ у близини ФЦАВ заварених спојева делимично раствара гама{2}}фаза основног ојачања. Ово смањује тврдоћу и чврстоћу у уској зони 2--5 мм од линије спајања завара.

За максималну чврстоћу: наведите термичку обраду после-заваривања (ПВХТ) -- жарење раствором на 980 степени + двоструко старење према АМС 5666

За -заварене услуге: користите ЕРНиЦрМо-3 пунило; снага ће бити адекватна за некритичне конструкцијске примене

Избегавајте ФЦАВ-С на Инцонел 718 -- апсорпција азота додатно дестабилизује гама-примену фазу

За ваздухопловство: ФЦАВ је често забрањен у критичним структурама; проверите АМС 5666 и специфичне ОЕМ спецификације мотора

Хастеллои Ц-276: Пази на молибден

Висок садржај молибдена у Хастеллои Ц-276 (15--16,5%) чини га веома подложним сегрегацији молибдена у завареном базену -- што може изазвати пуцање учвршћивања ако се унос топлоте не контролише.

Користите ЕРНиЦрМо-4 пунило са строгом контролом уноса топлоте: 0,8--1,8 кЈ/мм максимално

Одржавајте међупролаз на или испод 120 степени (у односу на. 150 степен за Инцонел 625) -- потребна је строжа контрола за легуре богате Мо

Избегавајте потпуно ФЦАВ-С – атмосфера разлагања флукса је посебно агресивна према хемији метала шава Ц-276

ЕРерниЦрМо-4 пунило није наведен у АВС А5.34 -- користи АВС А5.14 компатибилну ознаку жице са језгром према АВС А5.34М

Инцолои 825: Изазов фероникла

Садржај гвожђа у Инцолои 825 (минимум 22%) и стабилизација титанијума чине га средњим изазовом за ФЦАВ - тврђи од Инцонела 625, лакши од Хастеллои Ц-276.

ЕРНиФеЦр-2 (Инцолои) пунило обезбеђује одговарајући састав и пожељно је за употребу на повишеним температурама

ЕРНиЦрМо-3 се такође може користити и обезбеђује веће депозите Цр+Мо – корисно за апликације које су критичне према корозији

Одржавајте унос топлоте 0,8--2,0 кЈ/мм; међупролаз 150 степени мак

Већи садржај гвожђа у металу шава 825 може показати нешто мању снагу пузања од основног метала на температурама изнад 550 степени -- наведите одговарајући пунилац за високотемпературну услугу

ФЦАВ против ГТАВ на пројекту производње легуре никла од 10 тона

ФЦАВ-Д смањује укупне трошкове заваривања за 35--55% на великим фабрикама од легура никла кроз већу стопу таложења, скраћено радно време и нижу потрошњу по килограму депонованог метала шава – под условом да се ризиком квалитета управља контролом поступка.

Претпоставке: 65 УСД/сат за потпуно{1}}оптерећење заваривача; ЕРНиЦрМо-3 жице по 60 УСД/кг; аргон по 0,30 УСД/Л, ЦО₂ по 0,05 УСД/Л; ГТАВ ефикасност 60%, ФЦАВ-Д ефикасност 80%; Тежина депозита од 10 тона (типично за посуде под притиском средње величине). Доминирају уштеде на раду; трошкови жице и гаса имају мањи допринос.

ФЦАВ апликације: студије случаја у хемијској преради и производњи енергије

Случај 1: Хастеллои Ц-276 канал за одсумпоравање димних гасова (ФГД) -- електрана на угаљ

Електрана на угаљ-од ​​420 МВ је накнадно опремила свој ФГД канал од влажног кречњака (24 мм Хастеллои Ц-276 плоча, приближно 3,5 тоне депозита завареног слоја) користећи хибридни ФЦАВ-Д приступ. Оригинална спецификација је била 100% ГТАВ --, али произвођач је предложио ФЦАВ-Д за пролазе за попуњавање/завршавање са ГТАВ роот-ом. Независна РТ и УТ инспекција је показала: нула дефеката који се могу одбацити, просечан број порозности од 3孔 на 100 мм завара (у односу на границу прихватљивости од 8孔 на 100 мм по АСМЕ одељак ВИИИ). Тестирање Цхарпи В-зареза на -29 степени показало је просек од 85--110 Ј (захтев: минимум 27 Ј). Произвођач је завршио пројекат за 14 недеља у односу на процену за све ТИГ од 22 недеље -- 36% уштеде на распореду -- уз укупну уштеду од 340.000 долара на уговору о производњи од 2,1 милиона долара. Канали су радили 8 година без кварова везаних за заваривање у секцији Ц-276.

Случај 2: Инцонел 625 цевовод за морску воду -- измењивач топлоте ЛНГ носач

Бродоградилиште за транспорт ЛНГ-а је произвело измењивач топлоте са шкољком{0}}и-и-хладњаком морске воде користећи Инцонел 625 бешавне цеви (Сцх 40, 8- инча НБ; 18 тона укупног депозита заваривања). Бродоградилиште је користило ФЦАВ-Д за све пролазе за пуњење и капице са ЕРНиЦрМо-3 жице и 75Ар/25ЦО₂ заштитом. Контрола квалитета је укључивала: 100% РТ (према ИГЦ коду / ДНВ-ГЛ правилима), ПТ на свим завареним спојевима млазница и грана, и испитивање затезања свих узорака за испитивање квалификације поступка (ПКР). Резултати: 99,2% стопа прихватања првог пролаза (није пронађени дефекти који се могу одбацити током РТ); механичка испитивања су показала просечну затезну чврстоћу 965 МПа (спецификација основног метала: 827 МПа мин), просечну ЦВН на -196 степени од 105 Ј. Бродоградилиште је приписало ниску стопу дефекта стриктној контроли температуре међупролаза (максимално 120 степени, праћено контактним пирометром између сваког пролаза) и наменски рад укрштеног челика са ФЦАВ опремом која никада није била стаинлесс. као извор порозности.

Случај 3: Инцолои 825 посуда за неутрализацију киселине -- фабрика фосфорне киселине

Посуда за неутрализацију фосфорне киселине (Инцолои 825, зид од 22 мм, унутрашња запремина 6 м³) је произведена коришћењем ФЦАВ-Д са ЕРНиФеЦр-2 пунилом. Ово је био први Инцолои ФЦАВ пројекат произвођача након успешног завршетка Инцонел 625 посла. Главна брига о квалитету била је сензибилизација ХАЗ: 825 садржи титан (0,6--1,2%) који, на температурама изнад 540 степени, може да формира ТиЦ и исцрпи хром на границама зрна. Произвођач је ово решио тако што је: (а) ограничио међупролаз на 120 степени (чвршће од стандардних 150 степени), (б) користећи само ламеле (без ткања) и (ц) одредио термичку обраду после заваривања на 940 степени у трајању од 2 сата на 25 мм (испод опсега 540--760 степени сенс). Коначна инспекција је укључивала АСТМ А262 пракса Ц (Хуеи тест): брзина корозије 0,18 мм/год (ограничење:<0.5 mm/yr). The vessel has operated in 30% H₃PO₄ + 3% HCl at 90 °C for 6 years with no evidence of intergranular attack.

ФЦАВ спецификација процедуре за легуре никла

Често постављана питања

П: Може ли ФЦАВ производити заварене шавове који задовољавају критеријуме прихватања НАЦЕ МР0175 (кисела услуга)?

Да -- ФЦАВ-Д заварени спојеви који користе ЕРНиЦрМо-3 додатни метал у потпуности су наведени у НАЦЕ МР0175 / ИСО 15156-3 као прихватљиви за окружења која садрже Х₂С у стању заваривања, под условом да процедура квалификације испуњава захтеве за механичку чврстоћу и покаже да сви захтеви за механичку чврстоћу испуњавају ХАЗ (ПКР) (ХРЦ мак 40 за киселу услугу). Кључно је да користите исправну класификацију додатног метала и да обезбедите да хемија метала шава одговара ознаком А5.34/А5.14 на сертификату о усаглашености. Хастеллои Ц-276 ФЦАВ завари који користе ЕРНиЦрМо-4 су такође НАЦЕ одобрени за употребу у киселом стању.

П: Зашто се и даље препоручује ГТАВ роот пролаз када користите ФЦАВ за пролазе за попуњавање и затварање?

ГТАВ роот пасс обезбеђује супериорну пенетрацију (дубљу фузију у основни метал), почетну тачку са нултом-дефектом и могућност да се види и исправи недостатак-фузије- одмах у корену. ФЦАВ има већи конус лука и турбулентнији пренос капљица, што може да изазове недостатак--фузије у уским геометријама корена ако параметри нису прецизно подешени. Почевши од доброг ГТАВ пролаза корена гарантује да је корен непропусно-непропусно и да је у потпуности пенетриран -- зона највећег ризика у било ком сучеоном завару -- тада ФЦАВ ефикасно испуњава спој. Овај хибридни приступ је индустријски стандард за производњу цеви и посуда у Инцонел 625, Ц-276 и Инцолои 825.

П: Како да спречим дефекте силикатних острва између ФЦАВ пролаза на легурама никла?

Силикатна острва се формирају јер се флукс у ФЦАВ жици разлаже да би произвео филмове силицијум диоксида (СиО₂) на површини базена за заваривање. Ако се ови филмови не уклоне пре следећег пролаза, они постају заробљени као инклузије шљаке. Превенција је једноставна, али{2}}интензивна: користите наменску жичану четку од нерђајућег челика да очистите сваки пролаз пре наношења следећег. Користите посебну четку само за легуре никла -- никада не користите исту четку за угљенични челик или нерђајући челик. Пре сваког пролаза визуелно прегледајте површину завара; сваки сиво-бели филм од силицијум диоксида мора бити потпуно уклоњен. Техника стрингер перле смањује акумулацију силицијум диоксида у односу на технику ткања.

П: Да ли је ФЦАВ{0}}С икада прихватљив за легуре никла?

Само у ограниченим, не-критичним ситуацијама. ФЦАВ-С производи заштиту богату азотом- од разлагања флукса, што узрокује порозност азота у легурама никла. Прихватљиве примене су: монтажа на отвореном где ветар чини заштиту од гаса непрактичном и захтеви за квалитет нису-критични (нпр. привремени ослонци, модификације на терену са смањеним захтевима за испитивање). Критеријуми прихватања морају бити пооштрени: максимална величина пора смањена на половину стандардне границе, а радиографско прихватање не сме да покаже кластере пора. ФЦАВ{{13}С није дозвољен за било коју примену{10}}која садржи притисак, киселу{11}}услугу или{12}корозију{12}.

П: Како се ФЦАВ пореди са ГМАВ (МИГ) за легуре никла?

ФЦАВ-Д производи 50--100% веће стопе таложења од ГМАВ-П (импулсног МИГ) на легурама никла, првенствено зато што ФЦАВ жица има већу густину струје (мањи пречник, веће брзине увлачења) и додавање флукса повећава температуру лука и ефикасност преноса метала. ФЦАВ-Д је такође толерантнији на мање варијације у уклапању-фуга и чистоћи површине, јер систем флукса обезбеђује одређено пуферовање против површинске контаминације. Замена{10}}је у томе што ФЦАВ захтева пажљивије међупролазно чишћење (уклањање силицијум диоксида) и производи грубљи као-профил заварене површине. ГМАВ-П производи глаткију траку са мање чишћења после-варења, али са мањом продуктивношћу. Индустријски консензус за производњу легуре никла: користите ГМАВ-П за танке пресеке (испод 6 мм) где су изглед и контрола{17}прилагођавања одлични; користите ФЦАВ-Д за пресеке средње до дебљине (изнад 6 мм) где је брзина таложења битна.

ЈН Аллои испоручује ФЦАВ жицу за заваривање од легуре никла (ЕРНиЦрМо-3, ЕРНиЦрМо-4, ЕРНиФеЦр-2), бешавне цеви, цеви, плоче и шипке према АСТМ/АСМЕ/АВС/НАЦЕ стандардима -- са пуним извештајима о испитивању млина и ЕН 10204 3.1 сертификатом. Контактирајте нас: Info@jnalloy.com|+86 19339900211|ввв.јналлои.цом