Spoiny i strefy-wpływu ciepła podczas spawania wiązką elektronów są węższe i mniej podatne na uszkodzenia w porównaniu ze spawaniem łukiem wolframowym w gazie obojętnym (GTA), które powoduje osadzanie się dużej ilości ciepła na elemencie obrabianym.
Zanieczyszczenie tlenem stanowi problem w przypadku niektórych spoin, ponieważ tlen oddziela się do granic ziaren i zmniejsza plastyczność poza wpływem mikrostruktury spoiny. Molibden-stopiony łukiem ma wyższą zawartość węgla niż molibden uzyskany w wyniku metalurgii proszków i jest łatwiejszy w spawaniu niż molibden uzyskany w wyniku metalurgii proszków. Stop molibdenu TZM jest bardziej tolerancyjny na tlen niż czysty molibden, ponieważ zawarte w nim reaktywne metaliczne tytan i cyrkon mogą reagować z tlenem, tworząc drobne tlenki podczas procesu spawania. Molibden jest zwykle spawany w-komorze gazu obojętnego o wysokiej czystości, aby zminimalizować zanieczyszczenie tlenem.
Spawanie stopów domieszkowanych potasem- zwykle nie jest tak skuteczne jak spawanie innych stopów molibdenu, ponieważ lotne pierwiastki w materiale powodują powstawanie porów w spoinie. Stopy renu mają dobrą spawalność. Dobrze-znany efekt renu sprawia, że stopy te są wytrzymałe nawet w niskich temperaturach lub w stanie krzepnięcia lub rekrystalizacji. Stopy wzmocnione dyspersją tlenków (ODS) można spawać, ponieważ tlenki nie odparowują jak potas. Chociaż spawanie znacząco zmienia unikalną strukturę ziaren tych stopów, wielkość ziaren spoiny i-strefy wpływu ciepła (HAZ) jest mniejsza niż w przypadku spoiny z czystego molibdenu. Pomaga to złagodzić negatywne skutki spawania tych stopów. Rysunki 1 i 2 porównują przejście pomiędzy HAZ i metalem nieszlachetnym w elementach molibdenowych spawanych metodą TIG-oDS i komponentach z czystego molibdenu spawanych metodą TIG. W porównaniu z równoosiowymi ziarnami o słabej rekrystalizacji w czystym składniku molibdenu, dyspersja tlenków w-strefie wpływu ciepła stopu ODS zapewnia pożądaną strukturę długich i przeplatających się ziaren.
Przejście między-strefą wpływu ciepła (po prawej) a materiałem podstawowym (po lewej) w-spawanym metodą TIG stopie ODS Mo-La
Przejście pomiędzy-strefą wpływu ciepła (po prawej) a metalem rodzimym (po lewej) podczas spawania metodą TIG czystego molibdenu
Poniższy rysunek ilustruje powszechne zastosowanie spawania elementów molibdenowych, które wykorzystywane jest do uszczelniania i formowania oraz nitowania i spajania szczelin naczyń spiekanych. Lutowanie jest często stosowane do łączenia molibdenu i stopów molibdenu. Zakres temperatury topnienia dostępnych na rynku materiałów lutowniczych waha się od 630 stopni do 1400 stopni. Ich skład jest zupełnie inny, większość zawiera metale szlachetne i niektóre stopy na bazie niklu-. Producenci materiałów i sprzętu do lutowania mogą zapewnić wsparcie techniczne. Temperatura lutowania powinna być niższa niż temperatura rekrystalizacji stopu molibdenu, aby zminimalizować utratę wytrzymałości.
Łódź Moly zademonstrowała podstawowe techniki formowania i obróbki oraz metodę spawania GTA, która uszczelnia szczeliny w miejscach połączeń.
Kluczowe wyzwania i wybór procesu spawania stopów molibdenu
1: Wyzwania charakterystyczne dla materiału
Wysoka temperatura topnienia (2620 stopni): Wymaga źródła ciepła o dużej gęstości energii (takiego jak wiązka elektronów, laser).
Kruchość w niskiej temperaturze: Przed spawaniem konieczne jest wstępne podgrzanie (200-300 stopni), aby zapobiec pękaniu na zimno.
Utlenianie w wysokiej temperaturze: Podczas całego procesu należy chronić gazem obojętnym (Ar/He) lub próżnią.
Zgrubienie ziarna: Ściśle kontroluj dopływ ciepła, aby uniknąć kruchości w strefie przegrzania.
2: Kluczowe punkty kontroli procesu
Obróbka-przed spawaniem: czyszczenie ultradźwiękowe acetonem + przemywanie kwasem (HF:HNO₃=1:3), dokładnie usunąć warstwę tlenku.
Temperatura warstwy: Utrzymuj powyżej 200 stopni (w przypadku grubych części wymagane jest podgrzanie przedmiotu obrabianego).
Obróbka-po spawaniu: wyżarzanie próżniowe 1500 stopni/1 godz. w celu wyeliminowania naprężeń szczątkowych i zwiększenia ciągliwości.