Altzairu herdoilgaitzezko soldadura

Altzairu herdoilgaitzezko soldadura

1. Soldagarritasuna

Altzairu herdoilgaitzezko soldaduraren arazo nagusia da gainazaleko oxido-filmak soldaduraren bustitzean eta zabaltzean eragin handia duela. Altzairu herdoilgaitz askok Cr kopuru handia dute, eta batzuek Ni, Ti, Mn, Mo, Nb eta beste elementu batzuk ere badituzte, eta horiek oxido ugari edo baita oxido konposatuak ere sor ditzakete gainazalean. Horien artean, Cr eta Ti-ren Cr2O3 eta TiO2 oxidoak nahiko egonkorrak dira eta zailak dira kentzeko. Airean soldadura egiten denean, fluxu aktiboa erabili behar da horiek kentzeko; Atmosfera babeslean soldadura egiten denean, oxido-filma ihintz-puntu baxua eta tenperatura nahikoa altua duen purutasun handiko atmosferan bakarrik murriztu daiteke; Hutsean soldadura egiten denean, hutsune eta tenperatura nahikoa izan behar dira soldadura-efektu ona lortzeko.

Altzairu herdoilgaitzezko soldaduraren beste arazo bat da berotze-tenperaturak oinarrizko metalaren egituran eragin larria duela. Altzairu herdoilgaitz austenitikoa ez da 1150 ℃-tik gorakoa izan behar, bestela alea asko haziko da; altzairu herdoilgaitz austenitikoak ez badu Ti edo Nb elementu egonkorrik eta karbono-eduki handia badu, sentsibilizazio-tenperaturan (500 ~ 850 ℃) soldadura egitea ere saihestu behar da. Kromo karburoaren prezipitazioagatik korrosioarekiko erresistentzia gutxitzea saihesteko. Altzairu herdoilgaitz martensitikoaren soldadura-tenperaturaren hautaketa zorrotzagoa da. Bata da soldadura-tenperatura hozte-tenperaturarekin bat etortzea, soldadura-prozesua tratamendu termikoarekin konbinatzeko; bestea da soldadura-tenperatura tenplatze-tenperatura baino txikiagoa izan behar dela oinarrizko metala soldadura-prozesuan biguntzea saihesteko. Prezipitazioz gogortzen den altzairu herdoilgaitzaren soldadura-tenperaturaren hautaketa-printzipioa altzairu herdoilgaitz martensitikoaren berdina da, hau da, soldadura-tenperatura tratamendu termiko sistemarekin bat etorri behar da propietate mekaniko onenak lortzeko.

Goian aipatutako bi arazo nagusiez gain, altzairu herdoilgaitz austenitikoa soldaduraz egiten denean, batez ere kobrezko zink betegarri-metalarekin soldaduraz egiten denean, tentsio-pitzadurak ekiditeko, pieza tentsio-arintze bidez erregoskitu behar da soldaduraz egin aurretik, eta pieza uniformeki berotu behar da soldaduraz egiten den bitartean.

2. Soldadura materiala

(1) Altzairu herdoilgaitzezko soldadura-elementuen erabilera-eskakizunen arabera, altzairu herdoilgaitzezko soldadura-elementuetarako erabili ohi diren soldadura-betegarri-metalen artean hauek daude: eztainu-berun soldadura-betegarri-metala, zilar-oinarritutako soldadura-betegarri-metala, kobre-oinarritutako soldadura-betegarri-metala, manganeso-oinarritutako soldadura-betegarri-metala, nikel-oinarritutako soldadura-betegarri-metala eta metal preziatuen soldadura-betegarri-metala.

Eztainu-berun soldadura altzairu herdoilgaitzezko soldadurarako erabiltzen da batez ere, eta eztainu eduki handia izateko egokia da. Zenbat eta eztainu eduki handiagoa izan soldaduraren kasuan, orduan eta hobea da altzairu herdoilgaitzean bustitzeko gaitasuna. Eztainu-berun soldadura arrunt batzuekin soldaduraz egindako 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzezko junturen erresistentzia 3. taulan zerrendatzen da. Junturen erresistentzia txikia dela eta, euskarri-ahalmen txikia duten piezak soldaduraz egiteko bakarrik erabiltzen dira.

3. taula: 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzezko junturaren zizaila-erresistentzia, eztainu-berun soldaduraz soldatuta

Zilar-oinarritutako betegarri-metalak dira altzairu herdoilgaitza soldaduraz egiteko gehien erabiltzen diren betegarri-metalak. Horien artean, zilar-kobre-zink eta zilar-kobre-zink-kadmio betegarri-metalak dira gehien erabiltzen direnak, soldadura-tenperaturak oinarrizko metalaren propietateetan eragin txikia baitu. Zilar-oinarritutako hainbat soldadura-material arruntekin soldaduraz egindako ICr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzezko junturen erresistentzia 4. taulan zerrendatzen da. Zilar-oinarritutako soldaduraz egindako altzairu herdoilgaitzezko junturak gutxitan erabiltzen dira korrosio handiko inguruneetan, eta junturen lan-tenperatura, oro har, ez da 300 ℃-tik gorakoa izaten. Nikel gabeko altzairu herdoilgaitza soldaduraz egiten denean, ingurune hezean soldaduraz egindako junturaren korrosioa saihesteko, nikel gehiago duen betegarri-metala soldaduraz egin behar da, hala nola b-ag50cuzncdni. Altzairu herdoilgaitz martensitikoa soldaduraz egiten denean, oinarrizko metala biguntzea saihesteko, 650 ℃-tik gorako soldadura-tenperatura ez duen betegarri-metala soldaduraz egin behar da, hala nola b-ag40cuzncd. Altzairu herdoilgaitza atmosfera babesle batean soldadura egiten denean, gainazaleko oxido-filma kentzeko, litioa duen auto-soldadura-fluxua erabil daiteke, hala nola b-ag92culi eta b-ag72culi. Hutsean altzairu herdoilgaitza soldadura egiten denean, betegarri-metalak bustigarritasun ona izan dezan, erraz lurruntzen diren Zn eta CD bezalako elementurik ez duenean, Mn, Ni eta RD bezalako elementuak dituen zilarrezko betegarri-metala hauta daiteke.

4. taula Zilar-oinarritutako betegarri-metalarekin soldaduraz egindako ICr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzezko junturaren indarra

Altzairu desberdinak soldaduraz egiteko erabiltzen diren kobrezko soldadura-betegarri metalak batez ere kobre purua, kobrezko nikel eta kobrezko manganesozko kobaltozko soldadura-betegarri metalak dira. Kobrezko soldadura-betegarri metal purua batez ere gas babespean edo hutsean soldadura egiteko erabiltzen da. Altzairu herdoilgaitzezko junturaren lan-tenperatura ez da 400 ℃ baino handiagoa, baina junturak oxidazio-erresistentzia eskasa du. Kobrezko nikel soldadura-betegarri metala batez ere sugar soldadurarako eta indukziozko soldadurarako erabiltzen da. 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitz soldaduradun junturaren erresistentzia 5. taulan ageri da. Ikus daiteke junturak oinarrizko metalaren erresistentzia bera duela, eta lan-tenperatura altua dela. Cu Mn co soldadura-betegarri metala batez ere altzairu herdoilgaitz martensitikoa atmosfera babeslean soldadura egiteko erabiltzen da. Junturaren erresistentzia eta lan-tenperatura urre-oinarritutako betegarri metalarekin soldaduradunekin alderagarriak dira. Adibidez, b-cu58mnco soldadurarekin soldaduradun 1Cr13 altzairu herdoilgaitz junturak b-au82ni soldadurarekin soldaduradun altzairu herdoilgaitz junturaren errendimendu bera du (ikus 6. taula), baina ekoizpen-kostua asko murrizten da.

5. taula 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzezko junturaren ebakidura-erresistentzia, tenperatura altuko kobrezko oinarri-betegarri-metalarekin soldatuta

6. taula 1Cr13 altzairu herdoilgaitzezko soldadura bidezko junturaren ebakidura-erresistentzia

Manganesoan oinarritutako soldadura-betegarri metalak batez ere gas babestutako soldadurarako erabiltzen dira, eta gasaren purutasuna handia izan behar da. Oinarrizko metalaren aleen hazkundea saihesteko, 1150 ℃-tik beherako soldadura-tenperatura duen soldadura-betegarri metala aukeratu behar da. Manganesoan oinarritutako soldadurarekin soldaduratutako altzairu herdoilgaitzezko junturetan soldadura-efektu egokia lor daiteke, 7. taulan erakusten den bezala. Junturaren lan-tenperatura 600 ℃-ra irits daiteke.

7. taula: Manganesozko betegarri-metalarekin soldaduraz egindako lcr18ni9fi altzairu herdoilgaitzezko junturaren ebakidura-erresistentzia

Altzairu herdoilgaitza nikel oinarridun betegarri-metalarekin soldaduraz egiten denean, junturak tenperatura altuetan errendimendu ona du. Betegarri-metal hau, oro har, gas babestutako soldaduraz edo hutseko soldaduraz erabiltzen da. Juntura eratzean soldaduraz egindako junturan konposatu hauskor gehiago sortzen diren arazoa gainditzeko, eta horrek junturaren erresistentzia eta plastizitatea asko murrizten ditu, junturaren tartea minimizatu behar da, soldaduran fase hauskorra erraz sortzen duten elementuak oinarrizko metalean guztiz barreiatu daitezen. Soldadura-tenperaturan denbora luzez mantentzearen ondorioz oinarrizko metalaren aleen hazkuntza saihesteko, soldaduraren ondoren tenperatura baxuagoan (soldadura-tenperaturarekin alderatuta) denbora laburrean mantentzea eta difusio-tratamendua har daitezke prozesuaren neurriak.

Altzairu herdoilgaitza soldaduraz egiteko erabiltzen diren metal nobleen soldadura-betegarrien artean, batez ere urre-oinarritutako betegarri-metalak eta paladioa duten betegarri-metalak daude, eta horien artean ohikoenak b-au82ni, b-ag54cupd eta b-au82ni dira, bustigarritasun ona dutenak. Soldatutako altzairu herdoilgaitzezko junturak tenperatura altuko erresistentzia eta oxidazio-erresistentzia handia du, eta lan-tenperatura maximoa 800 ℃-ra irits daiteke. B-ag54cupd-k b-au82ni-ren antzeko ezaugarriak ditu eta bere prezioa baxua da, beraz, b-au82ni ordezkatzeko joera du.

(2) Fluxu eta labe giroan dagoen altzairu herdoilgaitzaren gainazalak Cr2O3 eta TiO2 bezalako oxidoak ditu, eta horiek jarduera handiko fluxua erabiliz bakarrik kendu daitezke. Altzairu herdoilgaitza eztainu berun soldadurarekin soldaduraz egiten denean, fluxu egokia azido fosforikoaren ur-disoluzioa edo zink oxidoaren azido klorhidrikoaren disoluzioa da. Azido fosforikoaren ur-disoluzioaren jarduera-denbora laburra da, beraz, berotze azkarraren soldadura-metodoa erabili behar da. Fb102, fb103 edo fb104 fluxuak erabil daitezke zilar-oinarritutako betegarri-metalekin altzairu herdoilgaitza soldaduraz egiteko. Kobre-oinarritutako betegarri-metalarekin altzairu herdoilgaitza soldaduraz egiten denean, fb105 fluxua erabiltzen da soldadura-tenperatura altua delako.

Altzairu herdoilgaitza labean soldadura egiterakoan, hutseko atmosfera edo hidrogeno, argon eta deskonposizio-amoniako bezalako babes-atmosfera erabili ohi da. Hutsean soldadura egiterakoan, hutseko presioa 10-2Pa baino txikiagoa izan behar da. Babes-atmosferan soldadura egiterakoan, gasaren ihintz-puntua ez da -40 ℃ baino handiagoa izan behar. Gasaren purutasuna ez bada nahikoa edo soldadura-tenperatura ez bada altua, gas soldadura-fluxu kantitate txiki bat gehi daiteke atmosferara, hala nola boro trifluoruroa.

2. Soldadura teknologia

Altzairu herdoilgaitza zorrotzago garbitu behar da soldadura egin aurretik, koipe eta olio geruza kentzeko. Hobe da berehala soldadura egitea garbitu ondoren.

Altzairu herdoilgaitzezko soldadurak sugarra, indukzioa eta labeko berogailu metodoak erabil ditzake. Labeko soldadurarako labeak tenperatura kontrol sistema ona izan behar du (soldadura tenperaturaren desbideratzea ± 6 ℃-koa izan behar da) eta azkar hoztu ahal izan behar da. Hidrogenoa soldadurarako babes-gas gisa erabiltzen denean, hidrogenoaren eskakizunak soldadura tenperaturaren eta oinarrizko metalaren konposizioaren araberakoak dira, hau da, zenbat eta baxuagoa izan soldadura tenperatura, orduan eta oinarrizko metalak egonkortzaile gehiago izango du, eta orduan eta baxuagoa izango da hidrogenoaren ihintz-puntua. Adibidez, 1Cr13 eta cr17ni2t bezalako altzairu herdoilgaitz martensitikoetarako, 1000 ℃-tan soldadura egiten denean, hidrogenoaren ihintz-puntua -40 ℃-tik beherakoa izan behar da; 18-8 kromo nikel altzairu herdoilgaitzerako, egonkortzailerik gabe, hidrogenoaren ihintz-puntua 25 ℃-tik beherakoa izan behar da 1150 ℃-tan soldadura egiten denean; Hala ere, titaniozko egonkortzailea duen 1Cr18Ni9Ti altzairu herdoilgaitzarentzat, hidrogenoaren ihintz-puntua -40 ℃ baino txikiagoa izan behar da 1150 ℃-tan soldadura egiten denean. Argon babesarekin soldadura egiten denean, argonaren purutasuna handiagoa izan behar da. Altzairu herdoilgaitzaren gainazalean kobrea edo nikela estaltzen bada, babes-gasaren purutasunaren eskakizuna murriztu daiteke. Altzairu herdoilgaitzaren gainazaleko oxido-filma kentzen dela ziurtatzeko, BF3 gas-fluxua ere gehi daiteke, eta litio edo boroa duen auto-fluxu soldadura ere erabil daiteke. Altzairu herdoilgaitza hutsean soldadura egiten denean, hutsune-mailaren eskakizunak soldadura-tenperaturaren araberakoak dira. Soldadura-tenperatura handitzen den heinean, beharrezko hutsunea murriztu daiteke.

Soldadura osteko altzairu herdoilgaitzaren prozesu nagusia hondar-fluxua eta hondar-fluxuaren inhibitzailea garbitzea da, eta beharrezkoa izanez gero, soldadura osteko tratamendu termikoa egitea. Erabilitako fluxuaren eta soldadura-metodoaren arabera, hondar-fluxua urarekin garbitu, mekanikoki edo kimikoki garbitu daiteke. Urratzailea erabiltzen bada junturaren ondoan berotutako eremuan hondar-fluxua edo oxido-filma garbitzeko, harea edo beste partikula fin ez-metaliko batzuk erabiliko dira. Altzairu herdoilgaitz martensitikoz eta prezipitazioz gogortutako altzairu herdoilgaitzez egindako piezen tratamendu termikoa behar da materialaren eskakizun berezien arabera soldaduraren ondoren. Ni Cr B eta Ni Cr Si betegarri-metalekin soldaduratutako altzairu herdoilgaitzezko junturak askotan difusio-tratamendu termikoarekin tratatzen dira soldaduraren ondoren, soldadura-tartearen eskakizunak murrizteko eta junturen mikroegitura eta propietateak hobetzeko.