س: ما اخیراً شروع به انجام کارهایی کرده‌ایم که به برخی از قطعات نیاز دارد که عمدتاً از فولاد ضد زنگ 304 ساخته شوند که به خود و به فولاد نرم جوش داده شده است.ما مشکلاتی را در مورد ترک خوردگی جوش بین فولاد ضد زنگ و فولاد ضد زنگ تا ضخامت 1.25 اینچ تجربه کرده ایم.اشاره شد که سطح فریت پایینی داریم.میشه توضیح بدید چیه و چطور میشه درستش کرد؟
پاسخ: سوال خوبی است.بله، ما می توانیم به شما کمک کنیم تا بفهمید فریت کم به چه معناست و چگونه از آن جلوگیری کنید.
ابتدا، اجازه دهید به تعریف فولاد ضد زنگ (SS) و چگونگی ارتباط فریت با اتصالات جوش داده شده نگاه کنیم.فولاد و آلیاژهای سیاه حاوی بیش از 50 درصد آهن هستند.این شامل تمام فولادهای کربنی و ضد زنگ و همچنین گروه های خاص دیگر می شود.آلومینیوم، مس و تیتانیوم حاوی آهن نیستند، بنابراین نمونه های عالی از آلیاژهای غیر آهنی هستند.
اجزای اصلی این آلیاژ فولاد کربن با میزان آهن حداقل 90 درصد و فولاد ضد زنگ با میزان آهن 70 تا 80 درصد است.برای طبقه بندی به عنوان SS، باید حداقل 11.5٪ کروم اضافه شده باشد.سطوح کروم بالاتر از این حداقل آستانه باعث تشکیل یک لایه اکسید کروم بر روی سطوح فولادی می شود و از تشکیل اکسیداسیون مانند زنگ زدگی (اکسید آهن) یا خوردگی حمله شیمیایی جلوگیری می کند.
فولاد ضد زنگ عمدتا به سه گروه آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی تقسیم می شود.نام آنها از ساختار کریستالی در دمای اتاق که از آن تشکیل شده اند می آید.یکی دیگر از گروه های رایج فولاد ضد زنگ دوبلکس است که تعادل بین فریت و آستنیت در ساختار کریستالی است.
گریدهای آستنیتی سری 300 حاوی 16 تا 30 درصد کروم و 8 تا 40 درصد نیکل هستند که ساختار کریستالی عمدتا آستنیتی را تشکیل می دهند.تثبیت کننده هایی مانند نیکل، کربن، منگنز و نیتروژن در طول فرآیند فولادسازی برای کمک به تشکیل نسبت آستنیت به فریت اضافه می شوند.برخی از گریدهای رایج 304، 316 و 347 هستند. مقاومت در برابر خوردگی خوبی را ارائه می دهد.عمدتا در صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی و برودتی استفاده می شود.کنترل تشکیل فریت چقرمگی عالی را در دماهای پایین فراهم می کند.
Ferritic SS یک گرید سری 400 است که کاملاً مغناطیسی است، حاوی 11.5٪ تا 30٪ کروم است و ساختار کریستالی عمدتاً فریتی دارد.برای ترویج تشکیل فریت، تثبیت کننده ها شامل کروم، سیلیکون، مولیبدن و نیوبیم در طول تولید فولاد هستند.این نوع SS معمولاً در سیستم‌های اگزوز خودرو و پیشرانه‌ها استفاده می‌شوند و کاربردهای محدودی در دمای بالا دارند.چندین نوع پرکاربرد: 405، 409، 430 و 446.
گریدهای مارتنزیتی که به سری 400 نیز گفته می شود، مانند 403، 410 و 440، مغناطیسی هستند، حاوی 11.5٪ تا 18٪ کروم هستند و ساختار کریستالی مارتنزیتی دارند.این ترکیب کمترین مقدار طلا را دارد که باعث می شود تولید آنها کمترین هزینه را داشته باشد.آنها مقداری مقاومت در برابر خوردگی، استحکام برتر را ارائه می دهند و معمولاً در ظروف غذاخوری، تجهیزات دندانپزشکی و جراحی، ظروف پخت و پز و برخی از انواع ابزار استفاده می شوند.
هنگامی که فولاد ضد زنگ را جوش می دهید، نوع بستر و کاربرد آن در سرویس، فلز پرکننده مناسب را تعیین می کند.اگر از فرآیند گاز محافظ استفاده می کنید، ممکن است لازم باشد برای جلوگیری از مشکلات خاص مرتبط با جوشکاری، توجه ویژه ای به مخلوط های گاز محافظ داشته باشید.
برای لحیم کردن 304 به خود، به الکترود E308/308L نیاز دارید."L" مخفف کربن کم است که به جلوگیری از خوردگی بین دانه ای کمک می کند.محتوای کربن این الکترودها کمتر از 0.03 درصد است، اگر از این مقدار فراتر رود، خطر رسوب کربن در مرزهای دانه و پیوند کروم برای تشکیل کاربیدهای کروم افزایش می‌یابد که به طور موثر مقاومت خوردگی فولاد را کاهش می‌دهد.این امر در صورتی آشکار می شود که خوردگی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) جوش فولاد ضد زنگ رخ دهد.یکی دیگر از ملاحظات فولاد ضد زنگ درجه L این است که مقاومت کششی کمتری در دمای عملیاتی بالا نسبت به فولاد ضد زنگ مستقیم دارند.
از آنجایی که 304 یک نوع آستنیتی از فولاد ضد زنگ است، فلز جوش مربوطه حاوی بیشتر آستنیت خواهد بود.با این حال، خود الکترود حاوی یک تثبیت کننده فریت، مانند مولیبدن، برای ترویج تشکیل فریت در فلز جوش است.تولیدکنندگان معمولاً یک محدوده معمولی برای مقدار فریت برای یک فلز جوش فهرست می کنند.همانطور که قبلا ذکر شد، کربن یک تثبیت کننده آستنیتی قوی است و به این دلایل ضروری است که از افزودن آن به فلز جوش جلوگیری شود.
اعداد فریت از نمودار Scheffler و نمودار WRC-1992 مشتق شده‌اند که از فرمول‌های معادل نیکل و کروم برای محاسبه مقداری استفاده می‌کنند که هنگام رسم بر روی نمودار یک عدد نرمال شده را به دست می‌دهد.عدد فریت بین 0 تا 7 مربوط به درصد حجمی ساختار بلوری فریتی موجود در فلز جوش است، با این حال، در درصدهای بالاتر، تعداد فریت با سرعت بیشتری افزایش می‌یابد.به یاد داشته باشید که فریت در SS همان فریت فولاد کربنی نیست، بلکه فازی به نام دلتا فریت است.فولاد زنگ نزن آستنیتی تحت تغییرات فازی مرتبط با فرآیندهای دمای بالا مانند عملیات حرارتی قرار نمی گیرد.
تشکیل فریت مطلوب است زیرا شکل پذیرتر از آستنیت است، اما باید کنترل شود.محتوای فریت کم می تواند جوش ها را با مقاومت در برابر خوردگی عالی در برخی کاربردها فراهم کند، اما آنها به شدت مستعد ترک خوردن داغ در حین جوش هستند.برای استفاده عمومی، تعداد فریت ها باید بین 5 تا 10 باشد، اما برخی از کاربردها ممکن است به مقادیر کمتر یا بالاتر نیاز داشته باشند.فریت ها را می توان به راحتی در محل کار با نشانگر فریت بررسی کرد.
از آنجایی که اشاره کردید که با ترک خوردگی و فریت های کم مشکل دارید، باید به فلز پرکننده خود نگاهی دقیق بیندازید و مطمئن شوید که فریت کافی تولید می کند - حدود 8 باید این کار را انجام دهند.همچنین، اگر از جوشکاری با هسته شار (FCAW) استفاده می کنید، این فلزات پرکننده معمولاً از گاز محافظ 100 درصد دی اکسید کربن یا مخلوطی از 75 درصد آرگون و 25 درصد CO2 استفاده می کنند که می تواند باعث جذب کربن در فلز جوش شود.می توانید به فرآیند جوشکاری قوس فلزی (GMAW) بروید و از مخلوط 98 درصد آرگون/2 درصد اکسیژن برای کاهش احتمال رسوب کربن استفاده کنید.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ به فولاد کربنی، باید از مواد پرکننده E309L استفاده شود.این فلز پرکننده به ویژه برای جوشکاری فلزات غیر مشابه استفاده می شود و پس از حل شدن فولاد کربنی در جوش، مقدار مشخصی فریت را تشکیل می دهد.از آنجایی که فولاد کربنی مقداری کربن را جذب می کند، تثبیت کننده های فریت به فلز پرکننده اضافه می شوند تا با تمایل کربن به تشکیل آستنیت مقابله کنند.این به جلوگیری از ترک های حرارتی در حین جوشکاری کمک می کند.
در پایان، اگر می‌خواهید ترک‌های داغ در جوش‌های فولاد زنگ نزن آستنیتی را تعمیر کنید، فلز پرکننده فریت کافی را بررسی کنید و از روش‌های جوشکاری خوب پیروی کنید.گرمای ورودی را زیر 50 کیلوژول در اینچ حفظ کنید، دمای بین گذر را متوسط ​​تا پایین نگه دارید و قبل از لحیم کاری از تمیز بودن اتصالات لحیم اطمینان حاصل کنید.از یک سنج مناسب برای بررسی میزان فریت روی جوش استفاده کنید و 5-10 را هدف قرار دهید.
WELDER که قبلاً به آن Practical Welding Today می‌گفتند، نشان‌دهنده افرادی واقعی است که محصولاتی را که ما استفاده می‌کنیم و هر روز با آنها کار می‌کنیم، می‌سازند.این مجله بیش از 20 سال است که در خدمت جامعه جوشکاری در آمریکای شمالی است.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتال The Tube & Pipe Journal اکنون کاملاً در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
دسترسی دیجیتالی کامل به مجله STAMPING دریافت کنید که دارای آخرین فناوری، بهترین شیوه ها و اخبار صنعت برای بازار مهر زنی فلز است.
اکنون با دسترسی کامل دیجیتال به The Fabricator en Español، دسترسی آسانی به منابع ارزشمند صنعت دارید.