Въпрос: Наскоро започнахме да извършваме някаква работа, която изисква някои компоненти да бъдат направени предимно от неръждаема стомана 304, която е заварена към себе си и към мека стомана.Изпитахме някои проблеми с напукване на заваръчните шевове между неръждаема стомана и неръждаема стомана с дебелина до 1,25 инча.Беше споменато, че имаме ниски нива на ферит.Можете ли да обясните какво е и как да го поправя?
О: Това е добър въпрос.Да, можем да ви помогнем да разберете какво означава нисък ферит и как да го предотвратите.
Първо, нека да разгледаме определението за неръждаема стомана (SS) и как феритът се отнася към заварените съединения.Черната стомана и сплавите съдържат над 50% желязо.Това включва всички въглеродни и неръждаеми стомани, както и някои други 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 със съдържание на желязо най-малко 90% и неръждаема стомана със съдържание на желязо от 70 до 80%.За да бъде класифициран като SS, той трябва да има поне 11,5% добавен хром.Нивата на хром над този минимален праг насърчават образуването на филм от хромен оксид върху стоманени повърхности и предотвратяват образуването на окисляване като ръжда (железен оксид) или корозия от химическо въздействие.
Неръждаемата стомана се разделя основно на три групи: аустенитна, феритна и мартензитна.Името им идва от кристалната структура при стайна температура, от която се състоят.Друга обща група е дуплексната неръждаема стомана, която е баланс между ферит и аустенит в кристалната структура.
Аустенитните степени, серия 300, съдържат 16% до 30% хром и 8% до 40% никел, образувайки предимно аустенитна кристална структура.Стабилизатори като никел, въглерод, манган и азот се добавят по време на процеса на производство на стомана, за да помогнат за формирането на съотношението аустенит-ферит.Някои често срещани степени са 304, 316 и 347. Осигурява добра устойчивост на корозия;използва се главно в хранително-вкусовата, химическата, фармацевтичната и криогенната промишленост.Контролът на образуването на ферит осигурява отлична якост при ниски температури.
Феритният SS е клас от серия 400, който е напълно магнитен, съдържа 11,5% до 30% хром и има предимно 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 задвижващи системи и имат ограничени приложения при високи температури.Няколко често използвани типа: 405, 409, 430 и 446.
Мартензитните класове, наричани още серия 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-евтини за производство.Те осигуряват известна устойчивост на корозия, превъзходна здравина и обикновено се използват в съдове за хранене, стоматологично и хирургическо оборудване, съдове за готвене и някои видове инструменти.
Когато заварявате неръждаема стомана, типът на субстрата и неговото приложение в експлоатация ще определят подходящия добавъчен метал, който да се използва.Ако използвате процес със защитен газ, може да се наложи да обърнете специално внимание на смесите със защитен газ, за ​​да предотвратите някои проблеми, свързани със заваряването.
За да запоите 304 към себе си, ще ви трябва електрод E308/308L.„L“ означава ниско съдържание на въглерод, което помага за предотвратяване на междукристална корозия.Съдържанието на въглерод в тези електроди е по-малко от 0,03%, ако тази стойност бъде надвишена, рискът от отлагане на въглерод по границите на зърната и свързване на хром за образуване на хромни карбиди се увеличава, което ефективно намалява корозионната устойчивост на стоманата.Това става очевидно, ако се появи корозия в засегнатата от топлина зона (HAZ) на заварките от неръждаема стомана.Друго съображение за неръждаема стомана клас L е, че те имат по-ниска якост на опън при повишени работни температури в сравнение с обикновените неръждаеми стомани.
Тъй като 304 е аустенитен тип неръждаема стомана, съответният заваръчен метал ще съдържа по-голямата част от аустенита.Въпреки това, самият електрод ще съдържа феритен стабилизатор, като молибден, за насърчаване на образуването на ферит в заваръчния метал.Производителите обикновено изброяват типичен диапазон за количеството ферит за заваръчен метал.Както бе споменато по-горе, въглеродът е силен аустенитен стабилизатор и поради тези причини е важно да се предотврати добавянето му към заваръчния метал.
Феритните числа се извличат от диаграмата на Шефлер и диаграмата WRC-1992, които използват формули за еквивалент на никел и хром за изчисляване на стойността, която, когато се нанесе върху диаграмата, дава нормализирано число.Феритно число между 0 и 7 съответства на обемния процент феритна кристална структура, присъстваща в заваръчния метал, но при по-високи проценти феритното число нараства по-бързо.Не забравяйте, че феритът в SS не е същият като ферит от въглеродна стомана, а фаза, наречена делта ферит.Аустенитната неръждаема стомана не претърпява фазови трансформации, свързани с високотемпературни процеси, като термична обработка.
Образуването на ферит е желателно, тъй като е по-пластичен от аустенита, но трябва да се контролира.Ниското съдържание на ферит може да осигури заварки с отлична устойчивост на корозия в някои приложения, но те са изключително склонни към горещо напукване по време на заваряване.За обща употреба броят на феритите трябва да бъде между 5 и 10, но някои приложения може да изискват по-ниски или по-високи стойности.Феритите могат лесно да се проверят на работното място с феритен индикатор.
Тъй като споменахте, че имате проблеми с напукване и ниски ферити, трябва да погледнете внимателно вашия добавъчен метал и да се уверите, че произвежда достатъчно ферити – около 8 трябва да свършат работа.Освен това, ако използвате електродъгово заваряване с флюсова сърцевина (FCAW), тези добавъчни метали обикновено използват защитен газ от 100% въглероден диоксид или смес от 75% аргон и 25% CO2, което може да накара заваръчния метал да абсорбира въглерод.Можете да преминете към процеса на заваряване с метална дъга (GMAW) и да използвате смес от 98% аргон/2% кислород, за да намалите възможността от въглеродни отлагания.
При заваряване на неръждаема стомана към въглеродна стомана трябва да се използва добавъчен материал E309L.Този добавъчен метал се използва специално за заваряване на различни метали, образувайки определено количество ферит, след като въглеродната стомана се разтвори в заваръчния шев.Тъй като въглеродната стомана абсорбира малко въглерод, към добавъчния метал се добавят феритни стабилизатори, за да се противодейства на тенденцията на въглерода да образува аустенит.Това ще помогне за предотвратяване на термично напукване по време на заваряване.
В заключение, ако искате да поправите горещи пукнатини в заварки от аустенитна неръждаема стомана, проверете за достатъчно феритен добавъчен метал и следвайте добрата практика за заваряване.Поддържайте входна топлина под 50 kJ/in, поддържайте умерени до ниски температури между преминаването и се уверете, че спойките са чисти преди запояване.Използвайте подходящ манометър, за да проверите количеството ферит върху заваръчния шев, като се стремите към 5-10.
WELDER, по-рано наричан Practical Welding Today, представлява 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 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.
Получете пълен цифров достъп до STAMPING Journal, включващ най-новите технологии, най-добри практики и новини в индустрията за пазара на метално щамповане.
Сега с пълен цифров достъп до The Fabricator en Español имате лесен достъп до ценни индустриални ресурси.