1. Difficultés de soudage de l'alliage Monel
Susceptibilité à la corrosion intergranulaire et à la fragilisation
L'alliage Monel contient certains oligo-éléments comme le carbone. Pendant le processus de refroidissement du soudage, si le contrôle de la température est inapproprié, les carbures ont tendance à précipiter aux joints de grains, entraînant une corrosion intergranulaire. De plus, lors du soudage du Monel K-500 (une qualité durcie par précipitation-), la surchauffe dans la zone affectée thermiquement provoquera la précipitation de phases fragiles, réduisant la ténacité et la résistance à la corrosion du joint soudé.
Conductivité thermique et coefficient de dilatation élevés
L'alliage Monel a une conductivité thermique plus élevée que l'acier au carbone. Lors du soudage, la chaleur est dissipée rapidement, nécessitant un apport thermique plus élevé pour assurer la fusion du bain de soudure. Dans le même temps, son coefficient de dilatation linéaire est relativement élevé, ce qui entraînera une plus grande déformation du soudage et même des fissures de soudage si les mesures de serrage et de refroidissement ne sont pas appropriées.
Exigences strictes pour les matériaux et les procédés de soudage
Des matériaux de soudage correspondants doivent être utilisés (par exemple, ERNiCu-7 pour le soudage TIG, ENiCu-7 pour le soudage MMA). Les opérations de soudage doivent être effectuées dans un environnement propre pour éviter toute contamination par des impuretés telles que le soufre, le phosphore et le plomb, qui peuvent provoquer des fissures à chaud de la soudure. De plus, un préchauffage (généralement entre 100 et 200 degrés) et un traitement thermique après soudage sont souvent nécessaires pour les plaques épaisses afin de réduire les contraintes résiduelles.
2. Difficultés d’usinage de l’alliage Monel
Forte tendance à l'écrouissage
Il s’agit du problème le plus important lors de l’usinage de l’alliage Monel. Lors de la découpe, la surface du matériau produira rapidement une couche durcie en raison de la déformation plastique. La dureté de la couche durcie est beaucoup plus élevée que celle de la matrice, ce qui accélérera l'usure de l'outil de coupe, provoquera un écaillage de l'outil et affectera la qualité de surface de la pièce.
Force de coupe et température élevées
L'alliage Monel a une résistance et une ténacité élevées, et la force de coupe requise pendant le traitement est 1,5 à 2 fois supérieure à celle de l'acier au carbone. La force de coupe élevée entraînera des vibrations de l'outil et de la machine-outil, affectant la précision de l'usinage. Dans le même temps, la chaleur générée par la coupe est concentrée dans la zone du bord de l'outil (la conductivité thermique du matériau n'étant pas élevée, la chaleur n'est pas facile à dissiper), ce qui ramollira le matériau de l'outil et réduira sa durée de vie.
Mauvais contrôle des copeaux
L'alliage a une bonne ductilité et des copeaux continus se forment facilement pendant la coupe, qui ne sont pas faciles à briser. Ces copeaux s'enrouleront autour de l'outil ou de la pièce, affectant le processus de coupe, rayant la surface de la pièce et présentant même un risque pour la sécurité de l'opérateur.
3. Solutions pour réduire les difficultés de traitement
Choisissez des qualités à faible-carbone (par exemple, Monel 404) pour les pièces structurelles soudées afin de réduire le risque de corrosion intergranulaire.
Adoptez des méthodes de soudage à faible-apport de chaleur-(par exemple, soudage TIG, soudage au plasma) et contrôlez la vitesse de soudage pour minimiser la zone affectée par la chaleur-.
Renforcez le nettoyage de la zone de soudage et contrôlez strictement la composition des matériaux de soudage.
Utilisez des outils à dureté et résistance à l'usure élevées, tels que des outils en carbure cémenté (YG8, YG6X) ou des outils en nitrure de bore cubique (CBN).
Adoptez une grande profondeur de coupe et une faible vitesse d'avance, évitez les coupes à faible-vitesse pour réduire la génération de couches d'écrouissage-et utilisez des fluides de coupe dotés de bonnes propriétés de refroidissement et de lubrification pour réduire la température de coupe.
Choisissez des qualités d'usinage gratuites-(par exemple, Monel R-405, qui contient du soufre pour améliorer la cassabilité des copeaux) si le scénario d'application le permet.
