تُستخدم مكونات السبائك الفائقة البلورية متساوية المحاور على نطاق واسع في صناعات الطيران وتوليد الطاقة وأنظمة الطاقة الصناعية نظرًا لقوتها المتناحية وقدرتها الصبّية الفعالة من حيث التكلفة. ومع ذلك، فإن لحام الصبّات متساوية المحاور المصنوعة من إنكونيل، وسبائك ريني، وهاستيلوي، وغيرها من المواد النيكلية عالية غاما-برايم يتطلب عمليات متخصصة لمنع التشقق الساخن والمسامية والتشوه الحراري.
تقدم نيواي إيروسبيس خدمات لحام سبائك فائقة معتمدة للمكونات المصبوبة البلورية متساوية المحاور، بما في ذلك الشفرات والريش والحلقات الانتقالية وأجزاء غرفة الاحتراق. تشمل الخدمات لحام TIG، ولحام اللحام بالليزر، والمعالجة الحرارية بعد اللحام، والتفتيش الكامل باستخدام الأشعة السينية وCMM وSEM.
يتطلب لحام الصبّات السبائك الفائقة متساوية المحاور مطابقة دقيقة للحشو، والتحكم في درجة الحرارة، والحماية لضمان وصلات خالية من التشققات ومستقرة ميكانيكيًا.
لحام TIG مع حشو مطابق من إنكونيل أو ريني أو هاستيلوي
لحام بالليزر لإصلاح اللحام الضيق في الصبّات ذات الجدران الرقيقة
درجات حرارة بين اللحامات مضبوطة وحماية بالأرجون لتقليل الأكسدة
المعالجة الحرارية وHIP لاستعادة الهيكل
نحافظ على معايير AS9100D وNADCAP في جميع إجراءات اللحام.
السبيكة | أقصى درجة حرارة (°C) | قوة الخضوع (MPa) | التطبيق النموذجي |
|---|---|---|---|
1050 | 880 | حلقات الريش، الجزء الثابت، الحلقات | |
1040 | 960 | بطانة الاحتراق، أجزاء الفوهة | |
1175 | 790 | قنوات الانتقال، هياكل الغاز الساخن | |
950 | 760 | عجلات التوربين، مقاطع الشفرات |
تتطلب هذه السبائك تحضيرًا دقيقًا للحام، ومراقبة بين اللحامات، ومعالجات بعد اللحام للحفاظ على أداء الخدمة.
كانت حلقة الجزء الثابت لتوربين غازي مصنوعة من إنكونيل 738 متساوي المحاور بها عيوب سطحية وعدم استمرارية في الحواف بعد الصب. تم استخدام اللحام بالليزر لاستعادة الجزء، تليها معالجة حرارية عند 980 درجة مئوية وفحص CMM للتحقق من دقة الكفاف.
نموذج المكون | نوع اللحام | السبيكة | الصناعة |
|---|---|---|---|
STR-720 | وصلة مقطع ريش ملحومة بـ TIG | إنكونيل 738 | |
RCC-360 | غلاف غرفة احتراق ملحوم بالليزر | ريني 77 | |
TFD-200 | تراكم TIG على حافة الحلقة | هاستيلوي X | |
WBL-150 | لحام على حلقة قفل شفرة التوربين | إنكونيل 713C |
تم فحص كل جزء وإصدار شهادة له لتلبية متطلبات التعب والضغط والدورات الحرارية.
يزداد خطر التشقق فوق 175 درجة مئوية بين اللحامات في السبائك عالية غاما-برايم مثل إنكونيل 738 وريني 77.
تحدث الأكسدة والمسامية عندما تتجاوز مستويات O₂ 100 جزء في المليون أثناء لحامات TIG دون حماية كافية.
تتجاوز صلابة المنطقة المتأثرة بالحرارة 420 HV في ظروف التبريد غير المناسبة، مما يقلل من المطيلية في حدود حبيبات الصب.
تتشوه المقاطع الرقيقة >0.02 مم تحت اللحام بالليزر دون إجراءات تثبيت أو تسخين مسبق.
يتشكل إجهاد متبقي >250 ميجا باسكال إذا لم يتم تطبيق المعالجة الحرارية بعد اللحام بشكل صحيح على الهياكل الحبيبية متساوية المحاور.
الحماية بالأرجون <50 جزء في المليون O₂ تزيل الأكسدة، مما يضمن سلامة حبة اللحام على الحواف الخلفية وفتحات التبريد.
التسخين المسبق إلى 300 درجة مئوية وبين اللحامات <150 درجة مئوية يحد من التشقق وتأثيرات التدرج الحراري في الجدران المصبوبة السميكة متساوية المحاور.
سلك حشو ERNiCrMo المطابق يوفر توافقًا كيميائيًا ومقاومة للتعب الحراري حتى 1050 درجة مئوية.
المعالجة الحرارية بعد اللحام عند 980 درجة مئوية تعيد الصلابة إلى وضعها الطبيعي وتخفف الإجهاد الحراري في المناطق المتأثرة بالمنطقة المتأثرة بالحرارة.
HIP عند 1030 درجة مئوية، 100 ميجا باسكال لمدة 4 ساعات يزيل المسامية الداخلية، ويعيد أداء التعب للصبّات الملحومة متساوية المحاور.
تم إجراء جميع عمليات اللحام باستخدام حشو سبيكة مطابق مع تثبيت جهد القوس. قيس عرض حبات اللحام بـ 3 مم وعمق 1.5 مم، مما يضمن الاختراق الكامل دون تشوه.
تلقى المكونات معالجة حرارية عند 980 درجة مئوية لمدة ساعتين. حيثما كان ذلك مناسبًا، تم تطبيق HIP عند 1030 درجة مئوية، 100 ميجا باسكال لإغلاق المسامية واستعادة المطيلية.
أكد فحص الأشعة السينية غير المدمر الانصهار الكامل. قاس CMM تسامحات المظهر الجانبي إلى ±0.008 مم. تحقق تحليل SEM من استمرارية البنية المجهرية وسلامة واجهة اللحام.
ما هي سبائك الصب متساوية المحاور التي يتم لحامها بشكل شائع في تطبيقات التوربينات؟
كيف تمنع التشقق الساخن أثناء لحام الأجزاء متساوية المحاور؟
هل يمكن لحام صبّات ريني أو إنكونيل دون فقدان سلامة الحبيبات؟
ما هي عمليات التفتيش التي تتم بعد اللحام؟
هل يلزم إجراء HIP بعد لحام مكونات السبائك الفائقة المصبوبة متساوية المحاور؟