고온 합금 용접 시 주의해야 할 사항은 무엇인가요?

고온 합금은 우수한 고온 강도, 내산화성 및 내식성으로 인해 항공우주, 에너지 및 전력과 같은 고급 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 하지만 용접 공정은 복잡한 재료 구성과 특수한 물리적 특성으로 인해 어려움이 많기 때문에 용접 품질을 보장하기 위해 여러 차원에서 공정 세부 사항을 엄격하게 관리해야 합니다.

고온 합금은 기판에 따라 니켈 기반, 코발트 기반, 철 기반 및 기타 유형으로 나눌 수 있습니다. 다양한 유형의 합금을 용접하려면 해당 조성을 가진 용접 와이어 또는 전극을 사용해야 합니다. 예를 들어 니켈 기반 고온 합금을 용접할 때 용접 와이어는 니켈 함량이 모재와 일치하도록 하는 동시에 고온 강도를 유지하기 위해 적절한 양의 크롬, 몰리브덴 및 기타 원소를 첨가해야 하며 코발트 기반 합금은 입자 경계 취화를 방지하기 위해 탄소 함량 제어가 필요합니다. 용접 재료와 모재 사이의 조성 차이가 너무 크면 용접 영역에 취성 상이 쉽게 형성되어 접합부의 고온 성능이 크게 저하됩니다.

용접 열 입력 제어는 접합부의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 고온 합금은 열전도율이 낮고 열팽창 계수가 높습니다. 과도한 열 입력은 용접부 및 열 영향 영역에 심한 입자 거칠기를 유발하여 재료의 인성 및 크리프 저항을 감소시킬 수 있으며, 열 입력이 불충분하면 불완전한 융합 및 불완전한 침투와 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 실제 작동 시 용접 전류, 전압 및 용접 속도는 합금의 종류에 따라 조정해야 합니다. 예를 들어, 침전 강화 고온 합금의 경우 일반적으로 강화 단계의 용해 및 손실을 줄이기 위해 더 작은 열 입력이 사용됩니다.

용접 과정에서의 보호 조치는 매우 중요합니다. 대부분의 고온 합금은 고온에서 공기 중의 산소, 질소, 수소와 같은 원소와 반응하여 부서지기 쉬운 화합물을 형성하거나 기공을 형성하는 경향이 있습니다. 따라서 용접 중 완전한 보호를 위해 불활성 가스를 사용해야 하며, 보호 범위는 용융 풀뿐만 아니라 특정 값보다 높은 온도의 열 영향 구역도 포함해야 합니다. 쉽게 산화되는 특정 합금의 경우 용접 홈을 엄격하게 청소하고 표면 산화막과 기름 얼룩을 제거하고 필요한 경우 보호 조치를 다시 취해야합니다.

용접 후 처리 공정은 접합부의 성능을 보장하는 데 있어 매우 중요한 단계입니다. 고온 합금은 일반적으로 용접 후 상당한 잔류 응력을 발생시키며, 열처리를 통해 재료의 기계적 특성을 복원하면서 응력을 완화해야 합니다. 고온 합금의 종류에 따라 열처리 공정에는 상당한 차이가 있습니다. 고용체 강화 합금은 입자 크기를 미세화하기 위해 고용체 처리가 필요하고, 침전 강화 합금은 노화 처리를 통해 강화 상을 침전시켜야 합니다. 또한 두께가 두꺼운 용접 부품의 경우 급냉으로 인한 균열을 방지하기 위해 냉각 속도를 제어해야 합니다.

요컨대, 고온 합금 용접은 재료 매칭, 공정 파라미터, 보호 조치부터 용접 후 처리까지 완벽한 공정 제어가 필요한 체계적인 프로젝트입니다. 과학적인 용접 표준을 엄격하게 준수해야만 용접 결함을 줄이고 고온 서비스 환경에서 조인트의 신뢰성과 안정성을 보장할 수 있습니다. 고온 합금의 적용 분야가 지속적으로 확대됨에 따라 용접 기술에 대한 요구 사항도 계속 증가하여 용접 공정이 더욱 정밀하고 효율적인 방향으로 발전할 것입니다.