Svetsarna och de värmepåverkade zonerna vid elektronstrålesvetsning är smalare och de är mindre benägna att misslyckas jämfört med volfram inert gasbågsvetsning (GTA) som avsätter en stor mängd värme på arbetsstycket.
Syrekontamination är ett problem för vissa svetsar eftersom syre segregerar till korngränserna och minskar duktiliteten bortom inverkan av svetsmikrostrukturen. Båg-smält molybden har en högre kolhalt än pulvermetallurgisk molybden och är mer svetsbar än pulvermetallurgisk molybden. Molybdenlegeringen TZM är mer tolerant mot syre än ren molybden eftersom dess reaktiva metalliska titan och zirkonium kan reagera med syre för att bilda fina oxider under svetsprocessen. Molybden svetsas vanligtvis i en hög-inert gaskammare för att minimera syreförorening.
Svetsningen av kalium-dopade legeringar är vanligtvis inte lika framgångsrik som den för andra molybdenlegeringar eftersom de flyktiga elementen i materialet gör att porer uppstår i svetsen. Rheniumlegeringar har god svetsbarhet. Den väl-kända rheniumeffekten gör dessa legeringar sega även vid låga temperaturer eller i stelnings- eller omkristallisationstillstånd. Oxiddispersionsförstärkta (ODS) legeringar kan svetsas eftersom oxider inte avdunstar som kalium. Även om svetsning väsentligt förändrar den unika kornstrukturen hos dessa legeringar, är kornstorleken på svetsen och den värmepåverkade zonen (HAZ) finare än den för svetsen med ren molybden. Detta hjälper till att förbättra de negativa effekterna av svetsning på dessa legeringar. Figurerna 1 och 2 jämför övergången mellan HAZ och basmetall i TIG-svetsade ODS-molybdenkomponenter och TIG-svetsade rena molybdenkomponenter. Jämfört med den dåliga omkristallisationen med likaxliga korn i den rena molybdenkomponenten, producerar oxiddispersionen i den värmepåverkade zonen av ODS-legeringen den önskade långa och sammanvävda kornstrukturen.
Övergången mellan den värme-påverkade zonen (till höger) och basmaterialet (till vänster) i den TIG-svetsade ODS Mo-La-legeringen
Övergången mellan den värme-påverkade zonen (till höger) och basmetallen (till vänster) i ren molybden TIG-svetsning
Följande bild illustrerar en vanlig tillämpning av molybdenkomponentsvetsning, som används för tätning och formning samt för nitning och limning av spalter i sintrade kärl. Hårdlödning används ofta för anslutning av molybden och molybdenlegeringar. Smältpunktsintervallet för kommersiella hårdlödningsmaterial varierar från 630 grader till 1400 grader. Sammansättningarna är ganska olika, de flesta innehåller ädla metaller och några nickelbaserade-legeringar. Tillverkare av hårdlödningsmaterial och utrustning kan ge teknisk support. Hårdlödningstemperaturen bör vara lägre än omkristallisationstemperaturen för molybdenlegeringen för att minimera förlusten av hållfasthet.
Molybåten demonstrerade de grundläggande formnings- och bearbetningsteknikerna samt GTA-svetsmetoden som tätar luckorna vid anslutningspunkterna.
Nyckelutmaningar och processval inom molybdenlegeringssvetsning
1: Materialkarakteristiska utmaningar
Hög smältpunkt (2620 grader): Kräver värmekälla med hög energitäthet (som elektronstråle, laser).
Lågtemperaturskörhet: Förvärmning (200-300 grader) är nödvändig före svetsning för att förhindra kallsprickor.
Oxidation vid hög temperatur: Måste skyddas av inert gas (Ar/He) eller vakuum under hela processen.
Korngrovning: Kontrollera värmetillförseln strikt för att undvika sprödhet i den överhettade zonen.
2: Nyckelpunkter för processkontroll
För-svetsbehandling: Ultraljudsrengöring med aceton + syratvätt (HF:HNO₃=1:3), ta bort oxidfilmen noggrant.
Lagertemperatur: Håll över 200 grader (för tjocka delar krävs uppvärmning av arbetsstycket).
Efter-svetsbehandling: 1500 grader /1h vakuumglödgning för att eliminera kvarvarande stress och förbättra formbarheten.