Schweißen von hitzebeständigen Nickellegierungen

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Herausforderungen beim Schweißen

Das Schweißen von Nickelbasislegierungen ist aufgrund der Tendenz zur Porenbildung beim Übergang vom festen zum flüssigen Zustand mit einigen Problemen verbunden. Beim Argon-Lichtbogenschweißen ist Stickstoff die Hauptquelle für Poren. Nachdem die Schweißnaht abgekühlt ist, bildet das Stickstoffgas Poren im Inneren des Metalls.

Kristallisationsrisse

Beim Schweißen besteht eine hohe Neigung zur Bildung von Kristallisationsrissen an den Korngrenzen großer Körner, die eine transkristalline Struktur aufweisen. Um die Rissbildung zu verhindern, ist es notwendig, den Gehalt an schädlichen Verunreinigungen zu begrenzen und Elemente einzubringen, die den Schwefel an die feuerfestesten Verbindungen binden.

Chemische Zusammensetzung von Hochtemperatur-Nickellegierungen

Legierungssorte Ni Cr Co Mo Al Ti Nb C B Zr Verunreinigungen
Inconel X-750 73,0 18,0 - - 0,8 2,5 0,9 0,04 - - 6,8% Fe
Udimet 500 53,6 18,0 18,5 4,0 2,9 2,9 - 0,08 0,006 0,05
Udimet 700 53,4 15,0 18,5 5,2 4,3 3,5 - 0,08 0,03 -
Waspaloy 58,3 19,5 13,5 4,3 1,3 3,0 - 0,08 0,006 0,06
Astroloy 55,1 15,0 17,0 5,2 4,0 3,5 - 0,06 0,03 -
Rene 41 55,3 19,0 11,0 10,0 1,5 3,1 - 0,09 0,005 -
Nimonic 90 57,4 19,5 18,0 - 1,4 2,4 - 0,07 - -
Nimonic 115 57,3 15,0 15,0 3,5 5,0 4,0 - 0,15 - -

Optimierung der Schweißung

Eine wichtige Voraussetzung ist die Sauberkeit der Schweißzusätze und des Grundwerkstoffs sowie die Bindung von Wasserstoff. Dies wird durch das Einbringen von starken Desoxidationsmitteln in das Schweißbad (Titan, Aluminium usw.) sowie durch die Verwendung von Beschichtungen oder Flussmitteln, die Wasserstoff in stabile flüchtige Verbindungen umwandeln können, gelöst.

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