1. Keserasian Bahan dan Pemilihan Gred
Keluli tahan karat austenit (cth, 304, 316L) adalah yang paling serasi dengan Monel 400. Keluli tahan karat ferit dan martensit mempunyai kandungan karbon yang lebih tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi, membawa kepada kepekaan retak yang lebih besar dan kebolehkimpalan keseluruhan yang lebih lemah, jadi ia jarang digunakan untuk kimpalan berbeza langsung dengan Monel 400.
Risiko utama datang daripada pencampuran sistem nikel-kuprum dan besi-kromium-nikel. Pencairan besi yang berlebihan daripada keluli tahan karat ke dalam logam kimpalan akan membentuk fasa antara logam rapuh dan meningkatkan kecenderungan rekahan panas.
2. Pemilihan Logam Pengisi
Prinsip teras adalah untuk memilih bahan guna kimpalan berasaskan nikel dengan toleransi yang tinggi untuk pencairan dan rintangan retak yang sangat baik, bukannya pengisi keluli tahan karat atau pengisi padan Monel 400.
Logam pengisi yang disyorkan:
AWS A5.14 ERNiCu‑7 (serupa dengan Monel 400) boleh digunakan untuk plat nipis dan sambungan tekanan rendah, tetapi toleransinya terhadap pencairan besi adalah terhad.
AWS A5.11 ENiCrFe‑3 (pengisi Inconel 82) ialah yang paling banyak disyorkan. Ia mempunyai kandungan kromium dan besi yang tinggi, rintangan kuat terhadap retak panas dan kakisan antara butiran, dan boleh menampung pencairan tinggi daripada keluli tahan karat sambil mengekalkan kemuluran yang baik dan rintangan kakisan.
ENiCrMo‑3 (jenis Hastelloy C‑276) digunakan untuk persekitaran kakisan yang melampau, memberikan rintangan kakisan keseluruhan dan setempat yang unggul.
3. Kaedah Kimpalan dan Parameter Proses
Proses yang biasa digunakan:TIG (GTAW), MIG (GMAW), dan SMAW (kimpalan arka logam terlindung). Kimpalan TIG lebih disukai untuk pas akar dan sambungan ketepatan kerana arkanya yang stabil dan input haba yang rendah.
Kawalan input haba: Gunakan input haba rendah dan kelajuan kimpalan tinggi untuk memendekkan masa tinggal suhu tinggi, mengurangkan resapan unsur, menyekat pemendakan antara logam dan meminimumkan herotan kimpalan dan pertumbuhan bijian.
Prapemanasan dan suhu interpass: Monel 400 mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan pekali pengembangan terma yang rendah berbanding dengan keluli tahan karat. Secara amnya, pemanasan awal tidak diperlukan untuk plat nipis. Untuk plat tebal atau pembinaan suhu rendah, panaskan kepada 65–150 darjah sahaja, dan kawal suhu interpass di bawah 150 darjah dengan ketat untuk mengelakkan keretakan panas.
Perlindungan gas: Untuk kimpalan TIG/MIG, gunakan argon ketulenan tinggi (99.99% min) sebagai gas pelindung dan gas pembersihan belakang. Perlindungan belakang adalah penting untuk mengelakkan pengoksidaan, keliangan dan kehilangan nikel dalam akar kimpalan, yang akan merendahkan prestasi kakisan.
4. Operasi Kimpalan dan Rawatan Selepas Kimpalan
Kurangkan kadar pencairan:Kawal bentuk manik kimpalan agar lebar dan cetek, elakkan penembusan dalam, dan hadkan nisbah campuran logam asas. Pencairan besi yang berlebihan akan mengurangkan kemuluran dan rintangan kakisan kimpalan secara drastik.
Keperluan kebersihan: Keluarkan minyak, gris, skala oksida, lembapan dan cat dari zon kimpalan dalam sekurang-kurangnya 20 mm dari alur. Bahan cemar yang mengandungi sulfur, fosforus, plumbum dan zink boleh menyebabkan keretakan panas dan keliangan yang teruk.
Rawatan haba selepas kimpalan (PWHT): Biasanya tidak disyorkan untuk kimpalan Monel 400 dan keluli tahan karat austenit yang berbeza. PWHT boleh menggalakkan pemendakan fasa rapuh dan meningkatkan tekanan sisa, dan tidak dapat meningkatkan prestasi sendi dengan berkesan. Pelepasan tekanan tidak diperlukan untuk kebanyakan keadaan perkhidmatan.
Pertimbangan kakisan galvanik:Selepas kimpalan, perbezaan potensi antara Monel 400 dan keluli tahan karat boleh menyebabkan kakisan galvanik dalam elektrolit konduktif. Langkah-langkah seperti pengasingan salutan, meningkatkan nisbah kawasan katod, atau menggunakan gasket dielektrik harus dipertimbangkan dalam reka bentuk struktur.
