Зварні шви та зони-термічного впливу електронно-променевого зварювання є вужчими, і вони менш схильні до поломок порівняно з дуговим зварюванням інертним газом вольфраму (GTA), яке виділяє велику кількість тепла на заготовку.
Забруднення киснем є проблемою для деяких зварних швів, оскільки кисень відділяється до меж зерен і знижує пластичність поза впливом мікроструктури зварного шва. Розплав-молібден має вищий вміст вуглецю, ніж молібден, отриманий порошковою металургією, і краще зварюється, ніж молібден, отриманий порошковою металургією. Молібденовий сплав TZM більш стійкий до кисню, ніж чистий молібден, оскільки його реакційноздатні металеві титан і цирконій можуть реагувати з киснем, утворюючи дрібні оксиди під час процесу зварювання. Молібден зазвичай зварюють у камері високо-інертного газу, щоб звести до мінімуму забруднення киснем.
Зварювання легованих калієм-сплавів зазвичай не таке успішне, як зварювання інших молібденових сплавів, оскільки летючі елементи в матеріалі спричиняють пори у зварному шві. Ренієві сплави мають гарну зварюваність. Добре-відомий ефект ренію робить ці сплави міцними навіть за низьких температур або в стані затвердіння чи рекристалізації. Сплави, зміцнені дисперсією оксидів (ODS), можна зварювати, оскільки оксиди не випаровуються, як калій. Хоча зварювання суттєво змінює унікальну зернисту структуру цих сплавів, розмір зерна зварного шва та зони термічного-впливу (ЗТВ) менший, ніж у зварного шва з чистого молібдену. Це допомагає зменшити негативний вплив зварювання на ці сплави. На рисунках 1 і 2 порівнюється перехід між ЗТВ і основним металом у компонентах з молібдену, зварених методом аргоподібного електродугу (-) ODS, і компонентах із чистого молібдену, зварених аргонодугом електродугом (-). Порівняно з рівновісними зернами слабкої рекристалізації в чистому молібденовому компоненті дисперсія оксиду в зоні термічного-впливу ODS-сплаву створює бажану довгу структуру переплетених зерен.
Перехід між зоною термічного-впливу (справа) та основним матеріалом (ліворуч) у сплаві -ODS Mo-La, звареному аргонодугом
Перехід між зоною термічного-впливу (праворуч) і основним металом (ліворуч) під час зварювання чистим молібденом TIG
На наступному малюнку показано поширене застосування зварювання молібденових компонентів, яке використовується для герметизації та формування, а також для заклепки та з’єднання зазорів спечених посудин. Для з'єднання молібдену і молібденових сплавів часто застосовують пайку. Діапазон температур плавлення комерційних паяльних матеріалів коливається від 630 градусів до 1400 градусів. Склади досить різні, більшість із них містить дорогоцінні метали та деякі сплави на основі нікелю. Виробники паяльних матеріалів і обладнання можуть надати технічну підтримку. Температура пайки має бути нижчою за температуру рекристалізації молібденового сплаву, щоб мінімізувати втрату міцності.
Човен Moly продемонстрував основні технології формування та обробки, а також метод зварювання GTA, який закриває зазори в точках з’єднання.
Основні проблеми та вибір процесу зварювання молібденового сплаву
1: Виклики матеріальних характеристик
Висока температура плавлення (2620 градусів): потрібне джерело тепла з високою щільністю енергії (наприклад, електронний промінь, лазер).
Низькотемпературна крихкість: необхідний попередній нагрів (200-300 градусів) перед зварюванням, щоб запобігти холодному розтріскуванню.
Високотемпературне окислення: необхідно захищати інертним газом (Ar/He) або вакуумом протягом усього процесу.
Огрубіння зерна: суворо контролюйте підведення тепла, щоб уникнути крихкості в перегрітій зоні.
2: Ключові моменти контролю процесу
Попередня -зварювальна обробка: ультразвукове очищення ацетоном + промивання кислотою (HF:HNO₃=1:3), ретельно видаліть оксидну плівку.
Температура шару: Підтримувати вище 200 градусів (для товстих деталей необхідний нагрів заготовки).
Обробка після-зварювання: вакуумний відпал 1500 градусів/1 год для усунення залишкової напруги та підвищення пластичності.