La saldatura di fusione (indicata come saldatura di fusione) è un processo che utilizza energia termica (come energia elettrica, energia chimica, ecc.) Per calore localmente e sciogliere due pezzi di lavoro metallici separati e collegarli strettamente e saldamente a un insieme attraverso la combinazione e la diffusione di atomi o molecole.
La saldatura di fusione è essenzialmente simile alla fonte d'acciaio, raggiungendo il suo processo attraverso fasi di fusione e cristallizzazione. Tuttavia, dal punto di vista tecnico, sono abbastanza diversi. Le caratteristiche dei processi di saldatura sono le seguenti:
1. La fonte di calore è mobile
Durante la saldatura, la fonte di calore (come un arco elettrico, fiamma del gas, ecc.) Si muove lungo il giunto in una certa direzione da un'estremità all'altra in un modello normale. A causa dell'instabilità della fonte di calore in movimento e della variabilità dei parametri di saldatura, il controllo della temperatura nel pool fuso e la garanzia della qualità della saldatura sono più difficili.
2. La fonte di calore ha una temperatura elevata e concentrata
La fonte di calore viene compressa in un volume molto piccolo a causa del proprio (come il diametro dell'asta di saldatura) o dei fattori esterni e anche la temperatura corrispondente è molto alta. Ad esempio, la temperatura di fiamma della saldatura a gas è di circa 3000k; La temperatura della colonna ARC della saldatura elettrica è circa 5000-8000 k; La temperatura della colonna ARC della saldatura a gas inerte in tungsteno è superiore a oltre 10000k.
3. Il volume di metallo riscaldato è piccolo
Durante la saldatura, la fonte di calore agisce solo su una parte locale del pezzo in metallo generale e l'area riscaldata è molto piccola. La dimensione della piscina fusa è determinata dall'area della sezione trasversale del materiale di saldatura e della fonte di calore, generalmente solo 2-10 centimetri cubici.
4. Il tempo di fusione e solidificazione è breve
Durante la saldatura, il tempo per il metallo di ciascun punto di saldatura si scioglie e quindi raffreddare e solidificarsi è molto breve, di solito misurato in minuti o secondi.
5. Gradiente ad alta temperatura
Sotto l'azione della fonte di calore, un punto sul metallo saldato si scioglie e più lontano dalla fonte di calore, minore è la temperatura del metallo. Questa differenza di temperatura è chiamata gradiente di temperatura. La dimensione del gradiente di temperatura è correlata allo spessore del pezzo saldato, all'energia della linea di saldatura e alla conduttività termica del metallo. Più spesso è il pezzo di saldatura, maggiore è l'energia della linea e, peggio ancora la conduttività termica, maggiore è il gradiente di temperatura.
6. Reazioni chimiche sbilanciate
Durante il processo di saldatura, a causa del breve tempo di fusione e solidificazione del metallo fuso, le reazioni chimiche tra metallo, gas e scorie non sono state completamente procedette prima della solidificazione. Il gas e le scorie nella saldatura non hanno il tempo di sfuggire e rimanere nella saldatura come difetti come pori e inclusioni di scorie. Allo stesso tempo, alcuni elementi chimici sono anche fissati prima che possano essere distribuiti uniformemente, portando alla segregazione.
7. Cambiamenti nella composizione chimica e nella microstruttura
Il pool di metallo fuso e le goccioline del materiale di saldatura entrano a contatto con l'aria circostante e l'evaporazione e la decomposizione di olio, ruggine e vernice sulla superficie del metallo, nonché ambienti umidi, possono lasciare gas dannosi come ossigeno, azoto e idrogeno nella saldatura, formando vari difetti. Allo stesso tempo, la composizione chimica del metallo viene gravemente bruciata o subisce la migrazione e la diffusione a temperature elevate, causando irregolarità nella composizione chimica.
Sotto l'azione della fonte di calore, anche la microstruttura del metallo cambia. Ad esempio, è un esempio una struttura di fusione tipica e grossolana. Poiché la velocità di solidificazione del metallo è molto veloce, le saldature con un'alta tendenza a indurimento possono facilmente formare strutture estinte martensitiche.
8. Cambiamenti nella microstruttura del metallo di base
Il metallo di base vicino alla piscina fusa, che non viene sciolto, subirà un cambiamento nella sua struttura a causa del calore e questa parte è chiamata zona colpita dal calore. Per l'acciaio al carbonio, questa zona contiene inevitabilmente strutture surriscaldate (come la struttura widmanstätten). Per l'acciaio in lega, è facile formare strutture di indurimento.
Si può vedere che sebbene la saldatura di fusione abbia alcuni vantaggi, a causa delle suddette caratteristiche tecniche, porta una serie di difficoltà al processo di saldatura. Pertanto, è necessario aggiornare e migliorare dagli aspetti delle attrezzature, materiali di saldatura e tecnologia di processo per ottenere saldature eccellenti.
Conclusione
La saldatura di fusione è un processo critico in vari settori, utilizzando energia termica per sciogliere e unirsi ai metalli. È caratterizzato da una fonte di calore mobile, alte temperature, piccoli volumi riscaldati e brevi tempi di fusione, che portano a sfide nel controllo di qualità. Nonostante questi, la saldatura di fusione è ampiamente utilizzata in industrie aerospaziali, automobilistiche, di energia, costruzione di navi, costruzioni e pesanti per la sua forza e versatilità. È anche essenziale per unirsi ai metalli diversi e alla produzione di elettronica e militare. Man mano che la tecnologia avanza, la saldatura di fusione diventa più efficiente e rispettosa dell'ambiente, espandendo le sue applicazioni nella produzione moderna.
