В: Наскоро започнахме да извършваме работа, която изисква някои компоненти да бъдат изработени основно от неръждаема стомана клас 304, която е заварена сама за себе си и към мека стомана. Имахме някои проблеми с напукване на заваръчните шевове от неръждаема стомана към неръждаема стомана с дебелина до 1,25 инча. Беше споменато, че имаме нисък брой ферити. Можете ли да обясните какво е това и как да го поправим?
О: Това е добър въпрос. Да, можем да ви помогнем да разберете какво означава нисък брой ферити и как да го предотвратите.
Първо, нека прегледаме определението за неръждаема стомана (SS) и как феритът се отнася към заварените съединения. Черната стомана и сплавите съдържат повече от 50% желязо. Това включва всички въглеродни и неръждаеми стомани и други определени групи. Алуминият, медта и титанът не съдържат желязо, така че те са отлични примери за цветни сплави.
Основните компоненти на тази сплав са въглеродна стомана с най-малко 90% желязо и SS с 70 до 80% желязо. За да бъде класифицирана като SS, тя трябва да има поне 11,5% добавен хром. Нивата на хром над този минимален праг насърчават образуването на филми от хромен оксид върху стоманени повърхности и предотвратяват образуването на окисление като ръжда (железен оксид) или корозия, причинена от химическа атака.
SS се разделя главно на три групи: аустенит, ферит и мартензит. Името им идва от кристалната структура при стайна температура, която ги съставя. Друга често срещана група е дуплексната SS, която представлява баланс между ферит и аустенит в кристалната структура.
Аустенитните класове, серията 300, съдържат 16% до 30% хром и 8% до 40% никел, образувайки предимно аустенитна кристална структура. За да се насърчи образуването на съотношение аустенит-ферит, по време на процеса на производство на стомана се добавят стабилизатори като никел, въглерод, манган и азот. Някои често срещани класове са 304, 316 и 347. Предлага добра кор. устойчивост на корозия;използва се предимно в хранително-вкусовата промишленост, химическата промишленост, фармацевтичните и криогенни приложения. Контролът на образуването на ферит осигурява отлична издръжливост при ниски температури.
Феритният SS е клас от серия 400, който е напълно магнитен, съдържа 11,5% до 30% хром и има преобладаваща феритна кристална структура. За да се насърчи образуването на ферит, стабилизаторите включват хром, силиций, молибден и ниобий по време на производството на стомана. Тези видове SS обикновено се използват в автомобилни изпускателни системи и електроцентрали и имат ограничени приложения при високи температури. Няколко често използвани вида са 405, 409, 430 и 446.
Мартензитните класове, също идентифицирани от серията 400 като 403, 410 и 440, са магнитни, съдържат 11,5% до 18% хром и имат мартензитна кристална структура. Тази комбинация има най-ниското съдържание на злато, което ги прави най-евтините за производство. Те осигуряват известна устойчивост на корозия;отлична здравина;и обикновено се използват в съдове за хранене, стоматологично и хирургическо оборудване, съдове за готвене и някои видове инструменти.
Когато заварявате SS, типът на субстрата и неговото приложение в експлоатация ще определят подходящия добавъчен метал, който да използвате. Ако използвате процес на екраниране на газ, може да се наложи да обърнете специално внимание на смесите на защитен газ, за ​​да предотвратите определени проблеми, свързани със заваряването.
За да запоите 304 към себе си, ще ви е необходим електрод E308/308L. „L“ означава ниско съдържание на въглерод, което помага за предотвратяване на междукристална корозия. Тези електроди имат въглеродно съдържание под 0,03%;всичко над това увеличава риска от утаяване на въглерод към границите на зърната и комбиниране с хром за образуване на хромни карбиди, ефективно намалявайки устойчивостта на корозия на стоманата. Това става очевидно, ако се появи корозия в засегнатата от топлината зона (HAZ) на SS заварени съединения. Друго съображение за клас L SS е, че те имат по-ниска якост на опън при повишени експлоатационни температури, отколкото директните класове SS.
Тъй като 304 е аустенитен тип SS, съответният заваръчен метал ще съдържа по-голямата част от аустенита. Въпреки това, самият електрод ще съдържа феритен стабилизатор, като например молибден, за насърчаване на образуването на ферит в заваръчния метал. Производителите обикновено изброяват типичен диапазон от количества ферити за заваръчния метал. Както бе споменато по-рано, въглеродът е силен аустенитен стабилизатор и поради тези причини е от решаващо значение да се предотврати неговото образуване се добавя към заваръчния метал.
Феритните числа се извличат от диаграмата на Schaeffler и диаграмата WRC-1992, които използват еквивалентни формули на никел и хром за изчисляване на стойността, която, когато се нанесе върху диаграмата, дава нормализирано число. Феритното число между 0 и 7 съответства на обемния процент на феритната кристална структура, налична в заваръчния метал;при по-високи проценти обаче броят на ферита нараства с по-бърза скорост. Не забравяйте, че феритът в SS не е същият като ферит от въглеродна стомана, а фаза, наречена делта ферит. Аустенитният SS няма фазови трансформации, свързани с високотемпературни процеси, като термична обработка.
Образуването на ферит е желателно, тъй като той е по -пластичен от аустенит, но трябва да бъде контролиран. Лондовитът на феритите може да произвежда заварки с отлична устойчивост на корозия в някои приложения, но е изключително предразположена към горещо напукване по време на заваряване. За общите условия на използване, броят на феритите трябва да бъде лесно, но за някои приложения, по -ниски стойности.
Тъй като споменахте, че имате проблеми с напукване и нисък брой ферити, трябва да разгледате внимателно вашия добавъчен метал и да се уверите, че произвежда достатъчно количество ферити – около 8 би трябвало да помогне. Освен това, ако използвате електродъгово заваряване с флюсова сърцевина (FCAW), тези добавъчни метали обикновено използват 100% защитен газ от въглероден диоксид или смес от 75% аргон/25% CO2, което може да причини поглъщане на въглерод в заваръчния шев метал. Може да пожелаете да преминете към процес на газово електродъгово заваряване (GMAW) и да използвате смес от 98% аргон/2% кислород, за да намалите възможността за поемане на въглерод.
За да заварявате SS към въглеродна стомана, трябва да използвате добавъчен материал E309L. Този добавъчен метал се използва специално за заваряване на различни метали и образува определено количество ферит, след като въглеродната стомана се разреди в заваръчния шев. Тъй като малко въглерод се абсорбира във въглеродната стомана, към добавъчния метал се добавят феритни стабилизатори, за да се противодейства на склонността на въглерода да образува аустенит. Това ще помогне за предотвратяване на термично напукване при заваръчни приложения.
В обобщение, ако искате да елиминирате горещи пукнатини по аустенитни SS заварени съединения, проверете подходящия феритен добавъчен метал и следвайте добрата заваръчна практика. Поддържайте входящата топлина под 50 kJ/inch, поддържайте умерени до ниски температури на междинните проходи и се уверете, че спойките са свободни от замърсяване преди запояване. Използвайте подходящ манометър, за да проверите количеството ферит върху заварената връзка, като се стремите към 5 до 10 .
WELDER, преди Practical Welding Today, представя истинските хора, които правят продуктите, които използваме и с които работим всеки ден. Това списание обслужва заваръчната общност в Северна Америка повече от 20 години.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Насладете се на пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини в индустрията за пазара на метално щамповане.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.