溶接された超合金部品は、特に航空宇宙・航空、石油・ガス、軍事・防衛などの高リスク環境で再使用される前に、厳格な性能基準を満たさなければなりません。溶接は熱サイクルを導入し、微細組織を乱し応力を誘発する可能性があるため、機械的および構造的完全性の包括的な検証が必要です。したがって、クリープ抵抗、疲労寿命、引張強度、溶接部安定性を確認するために高度な試験方法が適用されます。
最初のステップは、溶接の連続性を確認し、隠れた欠陥を検出するための非破壊検査です。一般的な技術には以下が含まれます:
X線およびCTスキャン:気孔および割れ検出のため
超音波試験(UT):内部不連続部のため
浸透探傷試験:表面レベルの欠陥同定のため
これらの評価は、通常、機械試験が始まる前に溶接の完全性を確保するための材料試験および分析の一環として実施されます。
溶接がNDEを通過したら、機械試験により性能が航空宇宙グレードの要件を満たしていることを検証します。必須の試験には以下が含まれます:
引張および降伏強度試験:溶接部の負荷支持能力を確認するため
疲労試験:繰り返し応力下での耐久性を評価するため
クリープ破断および応力緩和試験:高温用途のため
硬度マッピング:熱影響部の均一性を評価するため
超合金溶接で修復され、PWHTまたはホットアイソスタティックプレス(HIP)で精製された部品の場合、これらの試験は回復した相安定性と延性を確認します。
金属組織学的検査により、粒界凝集力とγ′/γ″析出物の完全性を検証します。これは、方向性凝固鋳造または単結晶鋳造で製造された部品にとって重要であり、クリープ抵抗を確保するために結晶粒配向を維持しなければなりません。微細組織の検証は、PWHTが溶接部の安定性を効果的に回復させたことも確認する場合があります。
試験と認定の後、最終寸法は超合金CNC加工によって回復され、熱障壁コーティング(TBC)などの保護層が適用され、部品が高温作動に備える場合があります。
要約すると、非破壊試験、機械的検証、および金属組織学的分析の組み合わせにより、溶接された超合金部品が配備前に運用基準を満たすことが保証されます。