ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุโลหะ

ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุโลหะหมายถึงความสามารถของวัสดุโลหะเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะต่างๆ เช่น กระบวนการเชื่อมบางอย่าง รวมถึงวิธีการเชื่อม วัสดุการเชื่อม ข้อกำหนดในการเชื่อม และรูปแบบโครงสร้างการเชื่อม โลหะหากสามารถใช้ได้ทั่วไปมากกว่า และหากกระบวนการเชื่อมแบบธรรมดาได้รอยเชื่อมที่ดีเยี่ยมก็ถือว่าโลหะชนิดนี้มีประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุโลหะโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองด้าน: ความสามารถในการเชื่อมของกระบวนการและความสามารถในการเชื่อม

1.ปัจจัยทางวัตถุ

วัสดุประกอบด้วยโลหะฐานและวัสดุเชื่อม ภายใต้สภาวะการเชื่อมเดียวกัน ปัจจัยหลักที่กำหนดความสามารถในการเชื่อมของโลหะฐานคือคุณสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมีของตัวเอง

ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ: ปัจจัยต่างๆ เช่น จุดหลอมเหลว การนำความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น ความหนาแน่น ความจุความร้อน และปัจจัยอื่นๆ ของโลหะ ล้วนมีผลกระทบต่อกระบวนการต่างๆ เช่น วงจรความร้อน การหลอมละลาย การตกผลึก การเปลี่ยนเฟส ฯลฯ จึงส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อม สแตนเลสและวัสดุอื่นๆ มีค่าการนำความร้อนต่ำ วัสดุที่มีการไล่ระดับอุณหภูมิมาก ความเค้นตกค้างสูง และการเสียรูปมากระหว่างการเชื่อม

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี องค์ประกอบของคาร์บอนมีอิทธิพลมากที่สุด ซึ่งหมายความว่าปริมาณคาร์บอนของโลหะจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการเชื่อมได้ เมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น แนวโน้มการแข็งตัวจะเพิ่มขึ้น ความเป็นพลาสติกลดลง และการเชื่อมเกิดขึ้นได้ง่าย รอยแตก ดังนั้นยิ่งมีปริมาณคาร์บอนสูง ความสามารถในการเชื่อมก็ยิ่งแย่ลง เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.25% จะมีความเป็นพลาสติกและทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ความเป็นพลาสติกและความทนทานต่อแรงกระแทกของรอยเชื่อมหลังการเชื่อมก็ดีมากเช่นกัน การเชื่อม ไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อม และกระบวนการเชื่อมก็ควบคุมได้ง่าย จึงมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี

วัสดุการเชื่อมมีส่วนร่วมโดยตรงในชุดปฏิกิริยาเคมีทางโลหะวิทยาในระหว่างกระบวนการเชื่อม ซึ่งเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบ โครงสร้าง ประสิทธิภาพ และการก่อตัวของข้อบกพร่องของโลหะเชื่อม หากเลือกวัสดุการเชื่อมไม่ถูกต้องและไม่ตรงกับโลหะฐาน ไม่เพียงแต่จะเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ข้อต่อที่ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน แต่ยังจะทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกร้าว และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางโครงสร้างอีกด้วย ดังนั้นการเลือกวัสดุการเชื่อมที่ถูกต้องจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการรับรองรอยเชื่อมคุณภาพสูง

2. ปัจจัยกระบวนการ

ปัจจัยกระบวนการ ได้แก่ วิธีการเชื่อม พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อม ลำดับการเชื่อม การอุ่น การทำความร้อนหลังการเชื่อม และการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม เป็นต้น วิธีการเชื่อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อความสามารถในการเชื่อม โดยส่วนใหญ่อยู่ในสองลักษณะ: ลักษณะแหล่งความร้อนและสภาวะการป้องกัน

แหล่งความร้อนของวิธีการเชื่อมที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันมากในแง่ของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน อุณหภูมิความร้อนสูงสุด ฯลฯ โลหะที่เชื่อมด้วยแหล่งความร้อนต่างกันจะแสดงคุณสมบัติการเชื่อมที่แตกต่างกัน เช่น การเชื่อมด้วยไฟฟ้าสแลกมีกำลังสูงแต่ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ อุณหภูมิความร้อนสูงสุดไม่สูง การให้ความร้อนช้าระหว่างการเชื่อม และระยะเวลาการคงตัวที่อุณหภูมิสูงยาวนาน ส่งผลให้เมล็ดหยาบในบริเวณที่ได้รับความร้อน และลดความเหนียวของแรงกระแทกลงอย่างมาก ซึ่งต้องปรับปรุงโดยการปรับการรักษาให้เป็นมาตรฐาน . ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ เป็นต้น วิธีนี้มีพลังงานต่ำ แต่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงและให้ความร้อนเร็ว ระยะเวลาการกักเก็บที่อุณหภูมิสูงนั้นสั้น โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนนั้นแคบมาก และไม่มีอันตรายต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าว

การปรับพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อม การใช้มาตรการกระบวนการอื่นๆ เช่น การอุ่นก่อน การให้ความร้อนภายหลัง การเชื่อมหลายชั้น และการควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้น สามารถปรับและควบคุมวงจรความร้อนในการเชื่อม ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการเชื่อมของโลหะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น การอุ่นก่อนการเชื่อมหรือหลังการเชื่อม ด้วยการใช้มาตรการต่างๆ เช่น การอบชุบ จะทำให้ได้รอยเชื่อมโดยไม่มีข้อบกพร่องของการแตกร้าวและเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพโดยสิ้นเชิง

3. ปัจจัยเชิงโครงสร้าง

ส่วนใหญ่หมายถึงอิทธิพลของโครงสร้างการเชื่อมและรูปแบบการออกแบบรอยเชื่อม เช่น รูปร่างโครงสร้าง ขนาด ความหนา รูปแบบร่องรอยต่อ รูปแบบการเชื่อม และรูปร่างหน้าตัด เป็นต้น เกี่ยวกับความสามารถในการเชื่อม อิทธิพลของมันสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในการถ่ายเทความร้อนและแรง ในแง่ของสถานะ ความหนาของแผ่นที่แตกต่างกัน รูปแบบข้อต่อหรือรูปร่างร่องที่แตกต่างกันมีทิศทางความเร็วการถ่ายเทความร้อนและอัตราการถ่ายเทความร้อนที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อทิศทางการตกผลึกและการเติบโตของเกรนของสระหลอมเหลว . การสลับโครงสร้าง ความหนาของแผ่น และตะเข็บการเชื่อม เค้าโครง ฯลฯ จะกำหนดความแข็งและความยับยั้งชั่งใจของข้อต่อ ซึ่งส่งผลต่อสถานะความเค้นของข้อต่อ สัณฐานวิทยาของผลึกที่ไม่ดี ความเข้มข้นของความเครียดอย่างรุนแรง และความเครียดในการเชื่อมที่มากเกินไป เป็นเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของรอยแตกร้าวจากการเชื่อม ลดความแข็งของข้อต่อระหว่างการออกแบบ การลดรอยเชื่อมขวางและการลดปัจจัยต่างๆ ที่ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นเป็นมาตรการสำคัญในการปรับปรุงความสามารถในการเชื่อม

4. เงื่อนไขการใช้งาน

หมายถึงอุณหภูมิในการทำงาน สภาพโหลด และสื่อการทำงานระหว่างระยะเวลาการให้บริการของโครงสร้างที่เชื่อม สภาพแวดล้อมการทำงานและสภาพการทำงานเหล่านี้จำเป็นต้องมีโครงสร้างแบบเชื่อมเพื่อให้มีประสิทธิภาพสอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น โครงสร้างการเชื่อมที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำจะต้องมีความต้านทานการแตกหักแบบเปราะ การทำงานที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างควรมีความต้านทานการคืบคลาน โครงสร้างที่ทำงานภายใต้แรงสลับควรมีความต้านทานความล้าที่ดี ภาชนะเชื่อมที่ทำงานในตัวกลางที่เป็นกรด ด่าง หรือเกลือควรมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง เป็นต้น กล่าวโดยสรุป ยิ่งสภาพการใช้งานดีขึ้น รุนแรง ข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับรอยเชื่อมก็จะยิ่งสูง การรับประกันความสามารถในการเชื่อมของวัสดุก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น