Nickel kann im MIG-Verfahren geschweißt werden. MIG-Schweißen oder Metall-Inertgas-Schweißen ist ein weit verbreitetes Schweißverfahren. Als nächstes werden wir das MIG-Schweißen von Nickel aus verschiedenen Perspektiven ausführlich besprechen.
1. Eigenschaften und Schweißbarkeit von Nickel
Nickel weist eine gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Hitzebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit auf. Allerdings können diese Eigenschaften auch beim Schweißen zu Problemen führen. Nickel hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und neigt während des Schweißprozesses zu thermischer Belastung, die zu Defekten wie Rissen in den Schweißverbindungen führt. Darüber hinaus neigt Nickel bei hohen Temperaturen dazu, mit Elementen wie Sauerstoff und Stickstoff in der Luft zu reagieren und spröde Oxide und Nitride zu bilden, die die Schweißqualität beeinträchtigen.
2. Eigenschaften des Nickel-MIG-Schweißverfahrens
Auswahl der Schweißmaterialien: Für das MIG-Schweißen von Nickel wird üblicherweise Schweißdraht auf Nickelbasis gewählt, dessen Zusammensetzung dem Hauptmaterial ähnelt (z. B. ER Nicrmo-4). Diese Schweißdrähte weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit und Schweißleistung auf, wodurch die Schweißqualität gewährleistet werden kann.
Schutzgas: Da Nickel bei hohen Temperaturen leicht oxidiert, werden beim MIG-Schweißen von Nickel häufig Inertgase wie Argon als Schutzgas verwendet. Argon kann die Nickeloxidation während des Schweißprozesses wirksam verhindern und die Schweißqualität sicherstellen.
Einstellung der Schweißparameter: Beim Nickel-MIG-Schweißen sollten die Schweißparameter auf der Grundlage von Faktoren wie Substratdicke und Schweißposition angemessen eingestellt werden. Im Allgemeinen müssen Parameter wie Schweißstrom, Spannung und Schweißgeschwindigkeit an die tatsächliche Situation angepasst werden, um die Schweißqualität sicherzustellen.
3. Anwendungsgebiete des Nickelschweißens
Öl- und Gasindustrie: Korrosion und Beschädigung der Geräteoberflächen sind in der Öl- und Gasindustrie ein ernstes Problem. Legierungen auf Nickelbasis werden üblicherweise für Oberflächenbeschichtungen verwendet, um strukturelle Substrate wie Kohlenstoffstahl zu schützen, die Lebensdauer von Geräten zu verlängern, Kosten zu senken und ungeplante Wartungseingriffe zu minimieren. Für großflächige Beschichtungen hat sich das MIG-Schweißen aufgrund seiner hohen Leistung, einfachen Bedienung, Mechanisierung und Benutzerfreundlichkeit zu einem der am häufigsten verwendeten Verfahren entwickelt.
Luft- und Raumfahrt: Hitzebeständige Nickellegierungen werden häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Beispielsweise ist Inconel 617 eine Superlegierung auf Nickelbasis, die häufig bei der Herstellung von Teilen für die Kessel-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie verwendet wird. In diesem Bereich kann Inconel 617 durch das MIG-Einzelimpulsschweißverfahren verbunden werden.
Chemische Industrie: Nickel wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit auch häufig bei der Herstellung verschiedener Geräte und Rohrleitungen in der chemischen Industrie verwendet. Beispielsweise können Verbundrohre aus Nickellegierungen im MIG-Schweißverfahren mit abschmelzenden Elektroden (Impuls) geschweißt werden.
4. Forschungsfortschritte beim Nickelschweißen
In den letzten Jahren wurde die Forschung zu Nickel beim MIG-Schweißen immer weiter vertieft. Die Forscher konzentrieren sich vor allem auf die Optimierung von Schweißprozessen und die Verbesserung der Leistung von Schweißverbindungen.
Optimierung des Schweißprozesses: Durch ein universelles Testschema der Rotationskombination erstellten die Forscher ein mathematisches Modell basierend auf der Reaktionsoberflächenmethodik für die Beziehung zwischen Schweißgeschwindigkeit, Drahtvorschubgeschwindigkeit, Schweißbrennerwinkel, Überhöhung und Verdünnungsgeschwindigkeit während des MIG-Auftragsbearbeitungsprozesses mit der Legierung GH3128. und das Modell verifiziert und analysiert. Auf Basis dieses Modells wurde der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf Aufdüngungsrate und Überschusshöhe analysiert und die Schweißprozessparameter optimiert.
Verbesserung der Schweißleistung: Durch die Analyse der Mikrostruktur der Schweißverbindung fanden Forscher heraus, dass mit zunehmender Laserleistung der Dendriten in der 4716ma0-Legierung auf Nickelbasis das Ausmaß der Laves-Phasentrennung zunimmt und die Härte zunimmt. Darüber hinaus nimmt die Schrumpffläche in der Mitte der Schweißnaht mit zunehmender Laserleistung ab, was hauptsächlich mit der Fließgeschwindigkeit des Metalls in der Schweißfuge zusammenhängt.
