آیا جوشکاری و ماشینکاری مونل مشکل است؟

1. مشکلات در جوشکاری آلیاژ مونل

حساسیت به خوردگی بین دانه ای و شکنندگی

آلیاژ مونل حاوی عناصر کمیاب خاصی مانند کربن است. در طول فرآیند خنک سازی جوشکاری، اگر کنترل دما نامناسب باشد، کاربیدها مستعد رسوب در مرزهای دانه هستند که منجر به خوردگی بین دانه ای می شود. علاوه بر این، هنگام جوشکاری Monel K-500 (یک درجه سخت‌شده بارندگی)، گرمای بیش از حد در ناحیه متاثر از گرما باعث بارش فازهای شکننده می‌شود و چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی اتصال جوش داده شده را کاهش می‌دهد.

هدایت حرارتی و ضریب انبساط بالا

آلیاژ مونل رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به فولاد کربنی دارد. در حین جوشکاری، گرما به سرعت از بین می رود و برای اطمینان از همجوشی حوضچه جوش، نیاز به گرمای ورودی بالاتری دارد. در عین حال، ضریب انبساط خطی آن نسبتاً زیاد است که در صورت عدم انجام اقدامات گیره و خنک کننده، باعث تغییر شکل جوش بیشتر و حتی ترک های جوش می شود.

الزامات دقیق برای مواد و فرآیندهای جوشکاری

باید از مواد جوشکاری منطبق استفاده شود (به عنوان مثال، ERNiCu-7 برای جوشکاری TIG، ENiCu-7 برای جوشکاری MMA). عملیات جوشکاری باید در محیطی تمیز انجام شود تا از آلودگی به ناخالصی هایی مانند گوگرد، فسفر و سرب جلوگیری شود که می تواند باعث ایجاد ترک داغ جوش شود. علاوه بر این، برای کاهش تنش پسماند، معمولاً برای صفحات ضخیم، پیش گرم کردن (معمولاً 100 تا 200 درجه) و عملیات حرارتی پس از جوشکاری مورد نیاز است.

2. مشکلات در ماشینکاری آلیاژ مونل

کار قوی-تمایل سخت شدن

این مهمترین مشکل در ماشینکاری آلیاژ مونل است. در حین برش، سطح ماده به دلیل تغییر شکل پلاستیک به سرعت یک لایه سخت شده ایجاد می کند. سختی لایه سخت شده بسیار بیشتر از ماتریس است که باعث تسریع سایش ابزار برش، خرد شدن ابزار و تاثیر بر کیفیت سطح قطعه کار می شود.

نیروی برش و دمای بالا

آلیاژ مونل از استحکام و چقرمگی بالایی برخوردار است و نیروی برشی مورد نیاز در طول پردازش 1.5 تا 2 برابر فولاد کربنی است. نیروی برش بالا منجر به لرزش ابزار و ماشین ابزار می شود و بر دقت ماشینکاری تأثیر می گذارد. در عین حال، گرمای تولید شده توسط برش در ناحیه لبه ابزار متمرکز می شود (از آنجایی که رسانایی حرارتی مواد زیاد نیست، گرما به راحتی دفع نمی شود)، که باعث نرم شدن مواد ابزار و کاهش عمر مفید آن می شود.

کنترل ضعیف تراشه

این آلیاژ شکل پذیری خوبی دارد و براده های پیوسته به راحتی در حین برش ایجاد می شوند که به راحتی شکسته نمی شوند. این تراشه‌ها به دور ابزار یا قطعه کار می‌پیچند و بر فرآیند برش اثر می‌گذارند، سطح قطعه کار را خراش می‌دهند و حتی برای اپراتور خطری ایمنی ایجاد می‌کنند.

3. راه حل هایی برای کاهش دشواری پردازش

برای کاهش خطر خوردگی بین دانه‌ای، گریدهای کربن پایین (مثلاً Monel 404) را برای قطعات ساختاری جوش داده شده انتخاب کنید.

روش‌های جوشکاری کم-حرارت- (به عنوان مثال، جوشکاری TIG، جوش پلاسما) را انتخاب کنید و سرعت جوشکاری را برای به حداقل رساندن ناحیه تحت تأثیر حرارت{4}} کنترل کنید.

تمیز کردن محل جوشکاری را تقویت کنید و ترکیب مواد جوشکاری را به شدت کنترل کنید.

از ابزارهایی با سختی و مقاومت در برابر سایش بالا، مانند ابزار کاربید سیمانی (YG8، YG6X) یا ابزارهای نیترید بور مکعبی (CBN) استفاده کنید.

از عمق برش زیاد و نرخ تغذیه کم استفاده کنید، از-برش با سرعت کم برای کاهش تولید لایه‌های سخت شده خودداری کنید، و از سیالات برش با خواص خنک کنندگی و روانکاری خوب برای کاهش دمای برش استفاده کنید.

اگر سناریوی کاربردی اجازه می‌دهد، گریدهای ماشین‌کاری رایگان- (مانند Monel R-405، که حاوی گوگرد برای بهبود شکستن تراشه است) انتخاب کنید.