Batang Las Paduan Berbasis Nikel Monel K500

Monel K500 dapat dilas, dan sambungannya tidak akan sekuat paduan yang disambungnya. Itu bukan cacat dalam prosedur. Itu adalah sifat dari satu-satunya logam pengisi yang direkomendasikan untuk pekerjaan itu, dan itu adalah hal pertama yang harus diketahui oleh pembuat sebelum gambar diperbaiki.

Alasannya terletak pada satu kalimat yang diterbitkan. Logam pengisi yang didepositkan oleh grade yang digunakan untuk paduan ini tidak dapat dikeraskan dengan penuaan, dan ketika digunakan untuk menyambung Monel K500, kekuatannya lebih rendah daripada logam dasar. Monel K500 mendapatkan kekuatannya dari perlakuan panas yang mengendapkan partikel melalui material. Pengisi yang cocok memiliki kimiawi yang serupa tetapi tidak memiliki respons penuaan yang dapat digunakan, sehingga perlakuan panas pasca-pengelasan mengeraskan logam dasar di sekitar lasan dan membiarkan logam las di tempatnya.

Satu logam pengisi direkomendasikan untuk menyambung paduan ini, dan itu ditunjuk dalam setiap sistem klasifikasi yang mungkin dipesan oleh pembeli. Kawat yang sama menjawab semuanya, itulah sebabnya pertanyaan yang mengutip satu sistem dan sertifikat pabrik yang mengutip sistem lain dapat menggambarkan produk yang sama.

Dua dari angka-angka itu mudah tertukar dan patut dipisahkan sekali. Pengisi adalah 2.4377. Logam dasar adalah 2.4375. Mereka berbeda pada digit terakhir, dan mereka adalah bahan yang berbeda.

Dua angka di bawah ini berasal dari dua dokumen yang berbeda, dan menempatkannya berdampingan adalah alasan utama halaman ini ada. Satu adalah minimum yang harus diberikan oleh logam pengisi. Yang lainnya adalah minimum yang harus diberikan oleh logam dasar dalam kondisi di mana sebagian besar bagian dibeli.

Deposit dijamin pada setengah kekuatan tarik dari batang yang dikeraskan penuaan yang disambungnya, dan celah tidak ditutup oleh apa pun yang dilakukan setelah pengelasan. Deskripsi deposit yang diterbitkan adalah bahwa sifatnya serupa dengan paduan Monel 400, yang merupakan cara yang tepat untuk memikirkannya: sambungan K500 berisi wilayah material setingkat paduan 400 yang melaluinya.

Dua konsekuensi mengikuti untuk gambar. Sambungan yang dilas pada K500 harus ditempatkan di mana desain memungkinkan wilayah berkekuatan lebih rendah, yang biasanya berarti menjauh dari bagian bertegangan tertinggi. Dan di mana kekuatan penuaan penuh harus melintasi sambungan, sambungan harus dibuat dengan metode yang tidak bergantung pada pengisi, atau bagian harus didesain ulang untuk menghindari sambungan.

Panduan paduan yang diterbitkan duduk di samping itu dan tidak bertentangan dengannya, meskipun keduanya dibaca seolah-olah mungkin. Buletin paduan menyatakan bahwa lasan dapat diproduksi dengan kekuatan logam dasar yang dikeraskan penuaan jika perlakuan penuaan diterapkan setelah pengelasan, yang merupakan pernyataan tentang perakitan. Lembar data pengisi menyatakan bahwa logam las tidak dapat dikeraskan penuaan, yang merupakan pernyataan tentang deposit. Keduanya berlaku sekaligus: logam dasar di sekitar lasan memulihkan kekuatan penuaannya ketika perakitan yang dilas ditua, dan logam las tidak.

Ini adalah bagian dari prosedur yang paling sering dikompresi, dan mengompresinya menghasilkan bagian yang gagal inspeksi atau gagal di awal layanan. Urutan yang diterbitkan untuk komponen K500 yang dilas memiliki anil di antara pengelasan dan penuaan, yang berarti tiga operasi termal secara total.

Langkah anil memiliki konsekuensi kedua yang melampaui lasan. Setiap bagian dari perakitan melewati 850 hingga 900 °C dan kemudian melalui siklus penuaan, jadi apa pun yang disambungkan ke fabrikasi yang sama harus bertahan keduanya. Gasket, segel, fitting berulir, atau sisipan yang tidak dapat menahan suhu tersebut harus dipasang setelah perlakuan panas, yang merupakan keputusan rute dan bukan keputusan pengelasan dan patut diselesaikan pada tahap gambar.

Panduan yang diterbitkan juga memperingatkan tentang arah lain. Material yang terlalu tua tidak dapat dipulihkan dengan perlakuan penuaan lebih lanjut: bagian tersebut harus dianil larutan pada 1.800 hingga 1.900 °F untuk melarutkan kembali endapan dan kemudian ditua lagi, dan manfaat dari pekerjaan dingin apa pun hilang dalam anil tersebut. Perakitan yang dilas yang terlalu lama pada suhu oleh karena itu tidak memiliki jalan kembali ke kondisi yang dirancangnya.

Elektroda tertutup adalah separuh lainnya dari rangkaian, dan mereka ditunjuk dengan awalan EN dan bukan ER. Kedua awalan tidak dapat dipertukarkan dan bukan untuk proses yang sama: grade ER adalah kawat dan batang telanjang untuk pekerjaan terlindung gas, dan grade EN adalah elektroda tertutup untuk busur logam manual. Tabel di bawah memasangkan setiap elektroda tertutup dengan logam dasar yang ditujukannya.

Tiga koreksi patut dicatat dari tabel itu, karena halaman yang diterbitkan salah dalam ketiganya. Monel 400 adalah N04400; N02200 adalah Nikel 200, yang merupakan paduan yang berbeda dan keluarga yang berbeda. Paduan 825 adalah Incoloy 825 dan bukan Inconel, karena grade Incoloy adalah keluarga nikel-besi-kromium. Dan elektroda tertutup untuk 254SMO adalah ENiCrMo-3, yang merupakan penunjukan yang sama yang digunakan untuk Inconel 625, karena pengisi dipilih berdasarkan kimia sambungan dan bukan nama logam dasar.

Salah satu alasan Monel K500 ditentukan adalah karena non-magnetik, dan komponen yang dilas dapat kehilangan sifat itu di sambungannya. Deskripsi paduan yang diterbitkan adalah bahwa ia non-magnetik hingga −100 °C dalam kondisi yang dikeraskan penuaan, dengan permeabilitas magnetik relatif pada suhu kamar 1,0015 atau kurang. Logam las memiliki kualitas yang lebih rendah daripada itu dalam hal ini, dan alasannya adalah kalimat yang sudah dikutip: deposit memiliki sifat yang serupa dengan paduan Monel 400.

Paduan 400 adalah satu-satunya grade nikel-tembaga yang suhu Curie-nya jatuh di dalam rentang ambien. Rentang yang diterbitkan adalah 21 hingga 49 °C, dengan catatan bahwa nilai tersebut dipengaruhi oleh komposisi dan oleh karena itu beberapa panas akan bersifat magnetik pada suhu kamar sementara yang lain tidak. Mengikuti pernyataan yang diterbitkan bahwa deposit berperilaku seperti paduan 400, lasan K500 yang dibuat dengan pengisi ini membawa wilayah yang perilaku magnetiknya pada suhu kamar kurang pasti daripada logam dasar di sekitarnya.

Untuk komponen yang seluruh tujuannya adalah untuk menghindari gangguan pada sensor magnetik, itu harus ditangani secara sengaja dan tidak diasumsikan. Pilihan praktisnya adalah menjaga sambungan menjauh dari sensor, menentukan pemeriksaan permeabilitas magnetik pada komponen jadi dan bukan hanya pada logam dasar, atau menghindari pengelasan di wilayah sensitif sama sekali. Pesanan pembelian yang menentukan logam dasar dan diam tentang sambungan belum menentukan sifat yang penting.

Panduan fabrikasi yang diterbitkan untuk keluarga ini sangat preskriptif tentang bengkel, dan alasannya adalah paduan nikel tidak toleran terhadap kontaminasi yang ditoleransi oleh baja karbon tanpa konsekuensi.

ERNiCu-7 untuk pekerjaan busur tungsten gas, busur logam gas, dan busur terendam, juga ditunjuk AWS A5.14 ERNiCu-7 dan UNS N04060, dengan nama dagang Monel Filler Metal 60. Padanan elektroda tertutup untuk busur logam manual adalah ENiCu-7. Penunjukan Jerman adalah SG-NiCu30MnTi pada nomor material 2.4377, dan penunjukan internasional adalah SNi4060, atau NiCu30Mn3Ti.

Tidak. Pernyataan yang diterbitkan adalah bahwa logam las tidak dapat dikeraskan penuaan dan memiliki kekuatan lebih rendah daripada logam dasar ketika digunakan untuk menyambung K500. Angka-angka membuat ukuran celah menjadi konkret: pengisi ditentukan pada kekuatan tarik minimum 70.000 psi, atau 483 MPa, sementara batang K500 yang dikeraskan penuaan ditentukan pada minimum 140 ksi, atau 965 MPa. Deposit dijamin setengah kekuatan batang yang disambungnya, dan tidak ada perlakuan pasca-pengelasan yang menutup celah itu.

Ini memperkuat logam dasar di sekitar lasan dan bukan logam las. Panduan paduan bahwa lasan dapat diproduksi dengan kekuatan logam dasar yang dikeraskan penuaan jika perlakuan penuaan diterapkan setelah pengelasan menggambarkan perakitan. Pernyataan lembar data pengisi bahwa logam las tidak dapat dikeraskan penuaan menggambarkan deposit. Keduanya benar, dan membaca yang pertama sebagai pernyataan tentang logam las adalah kesalahan yang ingin dicegah oleh perbedaan ini.

Las bagian dengan logam dasar dalam kondisi anil larutan, kemudian anil komponen yang dilas antara 850 dan 900 °C dengan pendinginan secepat mungkin, kemudian kuatkan dengan penuaan. Rentang penuaan yang diterbitkan adalah 580 hingga 610 °C, dengan 4 hingga 16 jam untuk batang dan tempa, pendinginan tungku pada sekitar 12 °C per jam hingga 480 °C, dan kemudian pendinginan udara. Anil antara pengelasan dan penuaan adalah langkah yang paling sering dihilangkan.

Seharusnya tidak. Panduan yang diterbitkan adalah untuk menghindari pengelasan material yang dikeraskan penuaan karena daktilitas yang sangat berkurang. Urutan yang berhasil adalah mengelas dalam kondisi anil dan menerapkan perlakuan penuaan sesudahnya. Di mana bagian telah ditua dan kemudian perlu disambung, pilihannya adalah menghilangkan penuaan dengan anil larutan terlebih dahulu, atau mengubah desain sambungan.

ENiCu-7, yang merupakan elektroda tertutup untuk keluarga nikel-tembaga dan berbagi nomor penunjukan dengan kawat telanjang yang digunakan untuk K500. Halaman yang diterbitkan tentang subjek ini memberikan Monel 400 sebagai N02200; nomor UNS yang benar adalah N04400. N02200 adalah Nikel 200, nikel murni komersial dan bahan yang berbeda.

Monel K500 dilas dengan pengisi nikel-tembaga, ditunjuk ERNiCu-7 sebagai kawat telanjang dan ENiCu-7 sebagai elektroda tertutup, dengan nomor material 2.4377 dibandingkan dengan 2.4375 untuk logam dasar. Pengisi itu tidak dapat dikeraskan penuaan, sehingga deposit dijamin pada 70.000 psi, atau 483 MPa, dibandingkan dengan minimum 140 ksi, atau 965 MPa, dari batang yang dikeraskan penuaan yang disambungnya. Sambungan oleh karena itu merupakan wilayah terlemah dalam komponen berdasarkan desain dan bukan karena kesalahan, dan harus ditempatkan sesuai. Urutan yang benar adalah tiga langkah termal dan bukan dua: las dalam kondisi anil dengan suhu antar lintasan di bawah 120 °C, anil antara 850 dan 900 °C, kemudian kuatkan pada 580 hingga 610 °C. Area kerja, perkakas, dan rezim pembersihan semuanya lebih penting daripada pada baja karbon, karena paduan ini kurang memaafkan kontaminasi.

Bahan habis pakai pengelasan nikel-tembaga dan logam dasar yang cocok dipasok dari Changzhou, Jiangsu, dalam bentuk kawat telanjang dan elektroda tertutup yang dijelaskan di atas, dari pabrik yang memiliki sertifikasi ISO 9001 dan diaudit oleh SGS. Kirimkan logam dasar, proses, dan apakah sambungan harus membawa kekuatan penuaan, dan pengisi serta urutan akan mengikuti dari ketiga jawaban tersebut.

1. Lembar data produk Special Metals untuk MONEL Filler Metal 60. Sumber untuk pengisi dan logam dasar yang ditujukannya, pernyataan bahwa logam las tidak dapat dikeraskan penuaan dan memiliki kekuatan lebih rendah daripada K500 ketika digunakan untuk menyambungnya, kesamaan logam yang didepositkan dengan paduan 400, kekuatan tarik minimum 70.000 psi dan elongasi 30%, komposisi kimia pembatas, daftar penunjukan di seluruh AWS, ASME, BS, DIN dan ISO, lapisan penghalang yang direkomendasikan untuk kondisi busur logam gas tertentu, fluks busur terendam, dan diameter serta panjang lurus yang tersedia.
2. Lembar data VDM Metals untuk Alloy K-500, Nicorros Al. Sumber untuk bagian pengelasan: persyaratan bahwa material dalam kondisi anil larutan untuk pengelasan, suhu antar lintasan maksimum 120 °C, rekomendasi untuk anil antara 850 dan 900 °C setelah pengelasan dan sebelum pengerasan penuaan, rentang dan waktu pengerasan penuaan, persyaratan perlindungan akar, teknik impuls, persyaratan pembersihan dan tempat kerja, batasan alat dan mesin, penghilangan heat tint, dan urutan pengawetan, serta pernyataan bahwa paduan tersebut non-magnetik hingga minus 100 °C dalam kondisi yang dikeraskan penuaan.
3. Lembar data yang sama, pada perlakuan pengerasan penuaan dan batasannya. Sumber untuk rentang 580 hingga 610 °C, retensi 4 hingga 16 jam untuk batang dan tempa, laju pendinginan tungku sekitar 12 °C per jam hingga 480 °C, dan siklus yang dipersingkat pada 640 °C.
4. ASTM B865, batang, batang, kawat, dan tempa paduan nikel-tembaga-aluminium yang mengendapkan pengerasan. Sumber untuk nilai tarik minimum, luluh, dan elongasi untuk batang dan batang yang dikeraskan penuaan yang digunakan dalam perbandingan deposit terhadap logam dasar.
5. Buletin teknis Special Metals SMC-062, MONEL alloy K-500. Sumber untuk panduan bahwa pengelasan material yang dikeraskan penuaan harus dihindari karena daktilitas yang sangat berkurang, bahwa lasan dapat diproduksi dengan kekuatan logam dasar yang dikeraskan penuaan jika penuaan diterapkan setelah pengelasan, bahwa material yang terlalu tua harus dianil larutan sebelum dapat ditua kembali, dan rentang suhu Curie yang dikutip untuk paduan 400.
6. Buletin teknis Special Metals SMC-053, MONEL alloy 400. Sumber untuk rentang suhu Curie 21 hingga 49 °C, catatan bahwa itu berada dalam rentang ambien sehingga beberapa panas bersifat magnetik pada suhu kamar, dan nomor UNS N04400 untuk paduan tersebut.
7. Catatan pengiriman yang disimpan untuk DLX Alloy yang mencakup bahan habis pakai pengelasan nikel-tembaga dan logam dasar. Sumber untuk bentuk yang dipasok.

Semua di atas adalah nilai yang diterbitkan untuk grade yang disebutkan, dan tidak ada di antaranya yang merupakan kriteria penerimaan untuk fabrikasi tertentu. Apa yang dicapai oleh sambungan tergantung pada kondisi logam dasar, desain sambungan, input panas, dan urutan perlakuan panas secara bersamaan, itulah sebabnya prosedur dikualifikasikan pada perakitan dan bukan pada kawat. Pada suhu Curie logam dasar, dua sumber yang diterbitkan berbeda sedikit; angka-angka di atas diatribusikan ke sumber masing-masing.