電子ビーム溶接の溶接部と熱影響部は狭く、ワークピースに大量の熱を与えるタングステン不活性ガス アーク溶接 (GTA) に比べて故障しにくくなります。{0}
酸素は結晶粒界に偏析し、溶接の微細構造の影響を超えて延性を低下させるため、一部の溶接では酸素汚染が問題になります。アーク-溶融モリブデンは、粉末冶金モリブデンよりも炭素含有量が高く、粉末冶金モリブデンよりも溶接性が優れています。モリブデン合金 TZM は、反応性金属チタンおよびジルコニウムが溶接プロセス中に酸素と反応して微細な酸化物を形成する可能性があるため、純粋なモリブデンよりも酸素に対する耐性が高くなります。モリブデンは通常、酸素汚染を最小限に抑えるために高純度の不活性ガスチャンバー内で溶接されます。-
カリウム-ドープ合金の溶接は、材料中の揮発性元素により溶接部に気孔が発生するため、通常、他のモリブデン合金ほど成功しません。レニウム合金は溶接性に優れています。よく知られている-レニウム効果により、これらの合金は低温や凝固または再結晶状態でも丈夫になります。酸化物分散強化 (ODS) 合金は、酸化物がカリウムのように蒸発しないため、溶接できます。溶接によりこれらの合金の独特の結晶粒構造は大きく変化しますが、溶接部と熱影響部 (HAZ) の粒径は純粋なモリブデン溶接部の粒径よりも微細です。これは、これらの合金に対する溶接の悪影響を改善するのに役立ちます。図1と図2は、TIG-溶接されたODSモリブデン部品とTIG-溶接された純モリブデン部品におけるHAZと母材間の遷移を比較しています。純粋なモリブデン成分の再結晶が不十分な等軸粒子と比較して、ODS 合金の熱影響部の酸化物分散は、望ましい長く織り交ぜられた粒子構造を生成します。
TIG-溶接された ODS Mo-La 合金の熱影響部（右側）と母材（左側）の間の転移-
純モリブデン TIG 溶接における熱影響部（右側）と母材（左側）間の転移-
次の図は、モリブデン部品の溶接の一般的な用途を示しています。これは、焼結容器の隙間のシールと成形、リベット留めと接着に使用されます。ろう付けは、モリブデンとモリブデン合金の接続によく使用されます。市販のろう材の融点範囲は 630 度から 1400 度までさまざまです。組成はかなり異なり、ほとんどに貴金属が含まれており、一部にはニッケルベースの合金が含まれています。-ろう付け材料およびろう付け装置のメーカーが技術サポートを提供できます。強度の損失を最小限に抑えるために、ろう付け温度はモリブデン合金の再結晶温度よりも低くする必要があります。
モリーボートは、基本的な成形および加工技術と、接続点の隙間をシールする GTA 溶接方法を実演しました。
モリブデン合金溶接における主な課題とプロセスの選択
1: 材料特性の課題
高融点 (2620 度): 高エネルギー密度の熱源 (電子ビーム、レーザーなど) が必要です。
低温脆性：低温割れを防ぐため、溶接前に予熱（200〜300度）が必要です。
高温酸化: プロセス全体を通じて不活性ガス (Ar/He) または真空で保護する必要があります。
結晶粒の粗大化: 過熱ゾーンでの脆化を避けるために入熱を厳密に制御します。
2:プロセス制御のポイント
-溶接前処理: アセトンによる超音波洗浄 + 酸洗浄 (HF:HNO₃=1:3) により、酸化皮膜を徹底的に除去します。
層温度: 200 度以上に維持します (厚い部品の場合、ワークピースの加熱が必要です)。
-溶接後処理: 1500 度 /1 時間の真空アニーリングにより残留応力を除去し、延性を高めます。