کوره‌های تحت اتمسفر و خلا کاربردهای گسترده‌ای در صنعت و حوزه های تحقیقاتی دارند. از جمله‌ این کاربردها می‌توان به فرآیندهای بریزینگ اشاره کرد. بریزینگ فرایندی است که طی آن دو فلز به وسیله یک پُرکننده (فیلر) به یکدیگر اتصال پیدا می‌کنند، پرکننده در این فرایند نقطه جوش پایین‌تری نسبت به دو فلز دیگر دارد.

بریزینگ از این نظر که طی آن فلزهای متصل شونده به یکدیگر به نقطه ذوب نمی‌رسند با فرایند جوشکاری متفاوت است و همچنین از این نظر که فرایند نسبت به لحیم‌کاری در دمای بالاتری صورت می‌پذیرد با لحیم‌کاری متفاوت بوده به‌علاوه در فرایند لحیم‌کاری سخت قطعات در حالت بسیار نزدیکتری نسبت به لحیم کاری در کنار هم قرار دارند.

فلز پرکننده پس از ذوب به وسیله خاصیت موئینگی در فضای بین دو فلز که قرار است به یکدیگر متصل شوند جریان می‌یابد. مزیت قابل توجه لحیم‌کاری سخت توانایی در اتصال دو فلز یکسان یا غیر یکسان با استحکام بالا می‌باشد. برای یک لحیم‌کاری خوب باید قطعات با فاصله بسیار کم نسبت به یکدیگر قرار گرفته باشند و همچنین فلزات پایه تمیز و فاقد اکسید باشند. برای رسیدن به بهترین میزان حرکت موئینگی پرکننده و همچنین بالاترین میزان لقی میان قطعات معمولاً بین ۰٫۰۳ تا ۰٫۰۸میلیمتر در نظر گرفته می‌شود.

قطعات داغ توربین در طول مدت زمان سرویس دهی شان تحت شرایط حادکاری از جمله دمای بالای ذرات معلق، عناصر شیمیایی حاصل از احتراق، تنش های مکانیکی مختلف مانند تنش های گریز از مرکز تنش های نوسانی (ارتعاشی. نوسانی, لرزنده و موجی) و نیز تنش های حرارتی قرار می گیرند. وجود این چنین شرایطی منجر به پیدایش آسیب های مختلفی از جمله خوردگی، خزش، اکسیداسیون، خستگی کم چرخه، خستگی پر چرخه، سایش، فرسایش و آسیب‌دیدگی اجزای توربین در اثر برخورد جسم خارجی می شود. اگر آسیب وارده از حد مجاز بالاتر رود می بایست نسبت به تعویض یا بازسازی بخش های آسیب‌دیده اقدام شود. به علت ارزش بالای این قطعات توربین، بازسازی آن ها در مقایسه با تعویض این قطعات از لحاظ اقتصادی بسیار سودمند خواهد بود. یکی از روش های مهم در بازسازی قطعات داغ توربین های گازی، استفاده از بریزینگ دما بالاست که مزیت هایی همچون عدم ایجاد اعوجاج به دلیل توزیع حرارت‌ یکنواخت، دستیابی به خواص مناسب در ناحیه بازسازی شده به دلیل سهولت تغییر در ترکیب شیمیایی پودر و امکان بازسازی مقاطع نازک نسبت به جوشکاری این قطعات دارد.

جوشکاری ذوبی، بریزینگ و اتصال نفوذی از روشهای اصلی اتصال سوپر آلیاژهای پایه نیکل در صنعت می‌باشند. حضور مقادیر زیاد عناصر تشکیل دهنده γ در سوپرآلیاژ های اینکونل باعث افت شدید جوش‌پذیری این آلیاژ ها میشود. تنش‌های انقباضی ناشی از رسوب‌گذاری سریع γ در خلال جوشکاری این آلیاژ منجر به ایجاد ترکهای جوشکاری در منطقه HAZ میشود. از طرف دیگر به دلیل ماهیت بریزینگ، تشکیل فازهای ترد در خلال بریزینگ این آلیاژ، اجتناب‌ناپذیر بوده و منجر به از دست رفتن یکپارچگی خواص مکانیکی بین اتصال و فلز پایه میگردد . بنابراین مشکلات همراه روشهای جوشکاری ذوبی و بریزینگ، استفاده صنعتی از این روشها را برای IN738 محدود کرده است .

یکی از روشهای مؤثر در اتصال سوپر آلیاژهای همنام و غیرهمنام، اتصال فاز مایع گذرا میباشد. در این روش از تشکیل فازهای اینترمتالیک ترد که در روش بریزینگ ایجاد میشود و باعث کاهش خواص مکانیکی و همچنین کاهش دمای کاری آن میشود، جلوگیری میشود. در روش TLP فیلرمتال حاوی عناصر کاهنده دمای ذوب B و Si در لایه‌های واسط آلیاژهای پایه نیکل مابین سطوح اتصال قرار گرفته و کل مجموعه تا دمایی بالاتر از دمای لیکوئیدوس لایه واسط و پایین‌تر از دمای سولیدوس فلزات پایه گرم میشوند. دمای اتصال دهی سوپر آلیاژها به نسبت مقدار و نوع عناصر کاهنده دمای ذوب و همچنین عناصر آلیاژی موجود در لایه واسط بین ℃ 1000 تا ℃ 1200 متغیر میباشد. بر اساس مدل‌های استاندارد TLP پروسه اتصال شامل سه مرحله متوالی انحلال فلز پایه، انجماد ایزوترم و همگنسازی منطقه اتصال میباشد .در زمان نگهداری در دمای اتصال، لایه واسط ذوب شده و ضمن تر کردن سطوح فلزات پایه، تماس کامل بین مذاب و جامد برقرار شده و مرحله انحلال فلز پایه آغاز میشود. با نفوذ عناصر کاهنده دمای ذوب از لایه واسط به داخل فلز پایه و همچنین نفوذ عناصر آلیاژی فلز پایه به داخل لایه واسط حجم مذاب افزایش می‌یابد. افزایش حجم مذاب تا جایی ادامه پیدا می‌کند که تعادل موضعی بین مذاب و جامد برقرار شود. به محض برقراری تعادل بین مذاب و جامد، انجماد ایزوترم آغاز میگردد. پس از تکمیل انجماد ایزوترم، هیچگونه فاز مذابی در محل اتصال وجود نخواهد داشت و نگهداری مجموعه در دمای اتصال صرف همگن شدن ترکیب شیمیایی و ریزساختار اتصال و مناطق متأثر از نفوذ عنصر کاهنده دمای ذوب در فلز پایه میگردد. درصورتیکه زمان کافی برای تکمیل انجماد ایزوترم وجود نداشته باشد، مذاب باقیمانده طی سرمایش از دمای اتصال تا دمای محیط دستخوش فرآیندهای انجمادی آترمال شده و به فازهای اینترمتالیک ترد تغییر حالت میدهد؛ بنابراین یکی از پارامترهای مهم در اتصال TLP ، زمان نگهداری برای تکمیل انجماد ایزوترم میباشد که از تشکیل فازهای یوتکتیک ناخواسته جلوگیری مینماید. این پارامتر بستگی به ضریب نفوذ و حلالیت عناصر کاهنده دمای ذوب موجود در لایه واسط در فلز پایه دارد و به طور قابل ملاحظه‌ای تحت تأثیر متغیرهای فرایند شامل فاصله و دمای اتصال می‌باشد.

 شرکت متالورژی فاطر باتوجه به تخصص، سوابق و زیرساختی که در حوزه عملیات بریزینگ دارد، قادر به مشاوره، تامین یا ساخت فیلر طبق استاندارد ASM و انجام عملیات بریزینگ در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی برای متقاضیان است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *