सुपरअलॉय फोर्जिंग के लिए वेल्डिंग गुणवत्ता को कैसे नियंत्रित करें?

सुपरअलॉय फोर्जिंग में उत्कृष्ट उच्च तापमान वाले यांत्रिक गुण होते हैं और यह बिजली उपकरणों के लिए मुख्य लोड-असर घटकों के रूप में काम करता है। फिर भी, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, नाइओबियम और मोलिब्डेनम जैसे तत्वों से युक्त, वेल्डिंग गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में दरार पड़ने का खतरा होता है और उन्हें वेल्ड-टू-वेल्ड सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वैमानिकी गैस टर्बाइन घटकों पर उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं को लागू करते हैं।

 

 

1. GTAW/TIG

सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि के रूप में, यह स्थिर इलेक्ट्रिक आर्क और नियंत्रणीय ताप इनपुट प्रदान करती है। यह रूट पास वेल्डिंग, मोटे वर्गों की मल्टी-पास वेल्डिंग और जीएच4169 और जीएच536 सहित निकल-आधारित फोर्जिंग के मरम्मत कार्य पर लागू होता है। आगे और पीछे दोनों तरफ डायरेक्ट करंट इलेक्ट्रोड पॉजिटिव और आर्गन परिरक्षण को अपनाया जाता है। इसकी वेल्डिंग दक्षता अपेक्षाकृत कम है, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में द्रवीकरण दरारें उत्पन्न होती हैं।

 

2.पंजा

इसमें टीआईजी वेल्डिंग की तुलना में कम मिश्र धातु जलने के साथ केंद्रित ऊर्जा और बड़ी प्रवेश गहराई का दावा है। यह मध्यम-मोटी वर्कपीस के लिए एक-पास पूर्ण प्रवेश प्राप्त कर सकता है। हालाँकि, यह उच्च असेंबली परिशुद्धता की मांग करता है और इसमें एक संकीर्ण प्रक्रिया विंडो होती है। अनुचित ताप इनपुट से अनाज-सीमा द्रवीकरण दरारें उत्पन्न हो सकती हैं। यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है.

 

3. लेजर/इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग

उच्च ऊर्जा घनत्व और कम वेल्डिंग विरूपण की विशेषता, यह द्रवीकरण दरारों को रोक सकता है और सटीक पतली दीवार वाले घटकों में फिट बैठता है। इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग वैक्यूम स्थितियों के तहत ऑक्सीकरण मुक्त वेल्डिंग का एहसास कराती है, जबकि लेजर वेल्डिंग स्वचालित संचालन की सुविधा प्रदान करती है। नुकसान में उच्च उपकरण लागत और असेंबली अंतराल के लिए सख्त आवश्यकताएं शामिल हैं; वेल्ड सीम में सरंध्रता आसानी से उभर आती है। वेल्डिंग से पहले सतह की पूरी तरह से सफाई आवश्यक है।

 

4. सॉलिड-स्टेट वेल्डिंग

जड़त्व घर्षण वेल्डिंग के लिए, आधार धातु अप्रयुक्त रहती है, इसलिए ठोसकरण दरारें और लव्स चरण जैसे दोषों से बचा जाता है। यह टरबाइन डिस्क और घूर्णन शाफ्ट फोर्जिंग के लिए पसंदीदा प्रक्रिया है। डिफ्यूजन वेल्डिंग असमान मिश्र धातुओं और सटीक पतले घटकों पर लागू होती है जिसमें कोई भराव धातु वेल्ड नहीं होता है, फिर भी इसमें लंबे प्रसंस्करण चक्र और सतह मशीनिंग गुणवत्ता के लिए अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं होती हैं।

 

5. गैस-शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग और मैनुअल मेटल-आर्क वेल्डिंग

गैस-परिरक्षित धातु आर्क वेल्डिंग उच्च दक्षता प्रदान करती है और इसका उपयोग गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रों के लिए किया जाता है। मैनुअल मेटल-आर्क वेल्डिंग साइट पर सुविधाजनक मरम्मत को सक्षम बनाता है, फिर भी इसमें खराब परिरक्षण प्रभाव और उच्च दोष जोखिम होता है। इसका अनुप्रयोग वैमानिकी गैस टर्बाइनों के प्राथमिक लोड-बेयरिंग फोर्जिंग के लिए प्रतिबंधित है, और इसके बजाय टीआईजी वेल्डिंग को प्राथमिकता दी जाती है।

 

 

1. तरलीकरण दरारें

वेल्डिंग थर्मल चक्रों के तहत, गर्मी प्रभावित क्षेत्र के भीतर अनाज की सीमाओं पर कम पिघलने वाले चरण तरल फिल्मों में पिघल जाते हैं। वेल्डिंग तनाव के अधीन, इंटरग्रेनुलर क्रैकिंग होती है। यह वर्षा-प्रबलित निकल-आधारित सुपरअलॉय में एक सामान्य दोष है।

 

2. दरारें दोबारा गरम करें

वेल्ड के बाद गर्मी उपचार या उच्च तापमान सेवा के दौरान, मजबूत करने वाले चरण अनाज के अंदर अवक्षेपित हो जाते हैं और तनाव उत्पन्न करते हैं। अपर्याप्त अनाज-सीमा शक्ति अंतरकणीय दरारों को जन्म देती है।

 

3. सरंध्रता और स्लैग समावेशन

हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के पिघले हुए पूलों में अवशोषित होने से सरंध्रता का निर्माण होता है, जो तेल के दाग, ऑक्साइड स्केल और खांचे की सतहों पर नमी को अपर्याप्त हटाने, अशुद्ध परिरक्षण गैस, या असफल बैक-साइड परिरक्षण के कारण होता है। अपूर्ण इंटर-पास स्लैग निष्कासन से ऑक्साइड स्लैग समावेशन उत्पन्न होता है।

 

4. भंगुर चरण वर्षा

उदाहरण के लिए, नाइओबियम पृथक्करण GH4169 वेल्डिंग के दौरान लव्स चरण उत्पन्न करता है, जो वेल्डेड जोड़ों की लचीलापन, कठोरता और थकान प्रदर्शन को कम करता है। यह मुख्य रूप से अत्यधिक गर्मी इनपुट और धीमी शीतलन दर से प्रेरित है।

 

5. अनाज का मोटा होना

वेल्डिंग के दौरान लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क में रहने से गर्मी प्रभावित क्षेत्र में फोर्जिंग द्वारा परिष्कृत जाली आधार धातु के दाने मोटे हो जाते हैं, जो वेल्डेड जोड़ों के यांत्रिक गुणों को ख़राब कर देता है।

 

 

1. प्री-वेल्डिंग

सामग्री विशिष्टताओं और फोर्जिंग के अंतर्निहित दोषों को सत्यापित करें। दरार-प्रतिरोधी मिलान वाली भराव धातुओं का चयन करें और उन्हें नमी-रोधी रखें। खांचे को मशीन से वेल्ड करें, और खांचे के दोनों किनारों पर कम से कम 20 मिमी के भीतर तेल के दाग और ऑक्साइड परतों जैसे दूषित पदार्थों को हटा दें। वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता पूरी करें और सुनिश्चित करें कि वेल्डर के पास वैध प्रमाणपत्र हों।

 

2. वेल्डिंग प्रक्रिया

मामूली इलेक्ट्रोड दोलन के साथ नैरो-बीड वेल्डिंग करें। तत्व पृथक्करण और अनाज-सीमा द्रवीकरण को कम करने के लिए ताप इनपुट और अंतर-पास तापमान को नियंत्रित करें। ऑक्साइड फिल्मों को साफ करें और प्रत्येक वेल्ड पास को समाप्त करने के बाद दृश्य निरीक्षण करें। ट्रैसेबिलिटी प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग पैरामीटर रिकॉर्ड करें।

 

3. पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट

वेल्डिंग के अवशिष्ट तनाव को दूर करें और वेल्डेड जोड़ों के यांत्रिक गुणों को बहाल करें। मिश्र धातु विनिर्देशों के अनुसार समाधान उपचार और उम्र बढ़ने का उपचार करें। अनाज के मोटे होने या अपर्याप्त तनाव राहत से बचने के लिए हीटिंग-अप, कूलिंग-डाउन और होल्डिंग मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित करें।

 

4. वेल्ड के बाद का निरीक्षण

वेल्ड गठन और सतह दोषों के लिए दृश्य निरीक्षण करें। गैर-विनाशकारी निरीक्षण के लिए प्रवेशक परीक्षण (पीटी), चुंबकीय कण परीक्षण (एमटी), अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी) और रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) को मिलाएं। महत्वपूर्ण घटकों के लिए, अतिरिक्त मेटलोग्राफिक परीक्षण, तन्यता परीक्षण और तनाव-टूटना परीक्षण किए जाएंगे। वेल्डिंग विरूपण को मापें और आवश्यक होने पर सुधार करें।

 

 

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