K: Olemme äskettäin alkaneet tehdä töitä, jotka edellyttävät joidenkin komponenttien valmistamista ensisijaisesti luokan 304 ruostumattomasta teräksestä, joka on hitsattu itseensä ja mietoon teräkseen.Olemme kokeneet halkeiluongelmia ruostumattoman teräksen ja ruostumattoman teräksen hitsauksissa, joiden paksuus on enintään 1,25 tuumaa. Mainittiin, että meillä on alhainen ferriittimäärä. Voitko selittää, mikä se on?
V: Tämä on hyvä kysymys. Kyllä, voimme auttaa sinua ymmärtämään, mitä alhaiset ferriittimäärät tarkoittavat ja miten se voidaan estää.
Tarkastellaan ensin ruostumattoman teräksen (SS) määritelmää ja sitä, miten ferriitti liittyy hitsausliitoksiin.Musta teräs ja seokset sisältävät yli 50 % rautaa.Tämä sisältää kaikki hiili- ja ruostumattomat teräkset ja muut määritellyt ryhmät. Alumiini, kupari ja titaani eivät sisällä rautaa, joten ne ovat erinomaisia ​​esimerkkejä ei-rautametalliseoksista.
Tämän seoksen pääkomponentit ovat hiiliteräs, jossa on vähintään 90 % rautaa ja SS, jossa on 70–80 % rautaa. Jotta se voidaan luokitella SS:ksi, siihen on lisättävä vähintään 11,5 % kromia. Tämän vähimmäiskynnyksen ylittävät kromipitoisuudet edistävät kromioksidikalvojen muodostumista teräspinnoille ja estävät kemiallisen korroosion (kuten ruosteen) aiheuttaman hapettumisen muodostumisen.
SS jaetaan pääasiassa kolmeen ryhmään: austeniitti, ferriitti ja martensiitti. Niiden nimi tulee huoneenlämpöisestä kiderakenteesta, josta ne muodostuvat. Toinen yleinen ryhmä on duplex SS, joka on tasapaino ferriitin ja austeniitin välillä kiderakenteessa.
Austeniittiset laadut, 300-sarja, sisältävät 16-30 % kromia ja 8-40 % nikkeliä muodostaen pääosin austeniittisen kiderakenteen. Austeniitti-ferriitti-suhteen muodostumisen edistämiseksi lisätään stabilointiaineita, kuten nikkeliä, hiiltä, ​​mangaania ja typpeä teräksenvalmistusprosessin aikana. roosikestävyys;käytetään pääasiassa elintarvike-, kemian-, lääke- ja kryogeenisovelluksissa. Ferriitin muodostumisen hallinta tarjoaa erinomaisen lujuuden alhaisissa lämpötiloissa.
Ferritic SS on 400-sarjan laatu, joka on täysin magneettinen, sisältää 11,5–30 % kromia ja jossa on hallitseva ferriittinen kiderakenne. Ferriitin muodostumisen edistämiseksi stabilisaattoreita ovat kromi, pii, molybdeeni ja niobiumi terästuotannon aikana. Tämän tyyppisiä SS:itä käytetään yleisesti autoteollisuudessa, ja niiden pakokaasujärjestelmät ovat yleisiä ja voimalaitoksissa5. 409, 430 ja 446.
Martensiittiset laadut, jotka tunnistetaan myös 400-sarjoilla, kuten 403, 410 ja 440, ovat magneettisia, sisältävät 11,5–18 % kromia ja niiden kiderakenne on martensiitti.Tässä yhdistelmässä on alhaisin kultapitoisuus, mikä tekee niistä edullisimman valmistaa. Ne tarjoavat jonkin verran korroosionkestävyyttä;erinomainen lujuus;ja niitä käytetään yleisesti astioissa, hammaslääketieteellisissä ja kirurgisissa laitteissa, keittiövälineissä ja tietyntyyppisissä työkaluissa.
Kun hitsaat SS:tä, alustan tyyppi ja sen käytönaikainen käyttö määrää sopivan käytettävän täytemetallin. Jos käytät kaasusuojausprosessia, saatat joutua kiinnittämään erityistä huomiota suojakaasuseoksiin tiettyjen hitsaukseen liittyvien ongelmien estämiseksi.
304:n juottamiseksi itseensä tarvitset E308/308L-elektrodin. "L" tarkoittaa vähähiilistä, mikä auttaa estämään rakeiden välistä korroosiota. Näiden elektrodien hiilipitoisuus on alle 0,03 %;mikä tahansa tämän yläpuolella oleva lisää riskiä hiilen saostumisesta raerajoille ja yhdistelmästä kromiin muodostaen kromikarbideja, mikä vähentää tehokkaasti teräksen korroosionkestävyyttä. Tämä käy ilmi, jos korroosiota tapahtuu SS-hitsattujen liitosten lämpövaikutteisella vyöhykkeellä (HAZ). Toinen näkökohta L-luokan SS:lle on, että niillä on alhaisempi vetolujuus kuin suorassa SS-käyttölämpötilassa.
Koska 304 on austeniittista SS-tyyppiä, vastaava hitsimetalli sisältää suurimman osan austeniitista. Kuitenkin itse elektrodi sisältää ferriittistabilisaattoria, kuten molybdeeniä, joka edistää ferriitin muodostumista hitsimetallissa. Valmistajat yleensä listaavat tyypillisen ferriittimäärän hitsaussaumalle. Nämä ovat vahvempia se, että se on aiemmin mainittu, ja hiilen estämiseksi. lisätään hitsausmetalliin.
Ferriittiluvut on johdettu Schaeffler-kaaviosta ja WRC-1992-kaaviosta, joissa käytetään nikkelin ja kromin ekvivalenttikaavoja laskettaessa arvo, joka kaavioon piirrettynä tuottaa normalisoidun luvun. Ferriittiluku välillä 0 ja 7 vastaa hitsimetallissa olevan ferriittikiderakenteen tilavuusprosenttia;korkeammilla prosenttiosuuksilla ferriittiluku kasvaa kuitenkin nopeammin. Muista, että SS:n ferriitti ei ole sama kuin hiiliteräsferriitti, vaan faasi, jota kutsutaan deltaferriitiksi. Austeniittisessa SS:ssä ei ole faasimuutoksia, jotka liittyvät korkean lämpötilan prosesseihin, kuten lämpökäsittelyyn.
Ferriitin muodostuminen on toivottavaa, koska se on sitkeämpää kuin austeniitti, mutta sitä on hallittava. Alhaiset ferriittimäärät voivat tuottaa hitsejä, joilla on erinomainen korroosionkestävyys joissakin sovelluksissa, mutta ne ovat erittäin alttiita kuumahalkeilulle hitsauksen aikana.Yleisissä käyttöolosuhteissa ferriittimäärän tulisi olla välillä 5–10, mutta joissakin sovelluksissa voidaan helposti vaatia ferriittiä alhaisempia tai suurempia arvoja käytettäessä. .
Koska mainitsit, että sinulla on halkeiluongelmia ja ferriittien määrä on alhainen, sinun on tarkasteltava lisämetalliasi tarkasti ja varmistettava, että se tuottaa riittävästi ferriittiä – noin 8:n pitäisi auttaa. Lisäksi, jos käytät täytekaarihitsausta (FCAW), nämä täytemetallit käyttävät yleensä 100 % hiilidioksidia sisältävää suojakaasua tai hiilidioksidia, joka voi aiheuttaa hiilidioksidin suojakaasua tai 75 % hitsauskaasua. .Voit halutessasi vaihtaa kaasumetallikaarihitsaukseen (GMAW) ja käyttää 98 % argon/2 % happiseosta vähentääksesi hiilen keräämisen mahdollisuutta.
Hitsataksesi SS:n hiiliteräkseen, sinun on käytettävä E309L-täyteainetta.Tätä täytemetallia käytetään erityisesti erilaisten metallien hitsaukseen, ja se muodostaa tietyn määrän ferriittiä sen jälkeen, kun hiiliteräs on laimennettu hitsiin. Koska hiiliteräksestä imeytyy jonkin verran hiiltä, ​​täytemetalliin lisätään ferriittistabilisaattoreita, jotka auttavat estämään hiilen halkeilua.
Yhteenvetona voidaan todeta, että jos haluat poistaa kuumahalkeamat austeniittisista SS-hitsausliitoksista, varmista, että ferriittitäytemetalli on riittävä ja noudata hyvää hitsauskäytäntöä.Pidä lämmöntuotto alle 50 kJ/tuuma, pidä keskilämpötiloja tai alhaisia ​​kulkulämpötiloja ja varmista, että juotosliitokset ovat puhtaat kontaminaatiosta ennen juottamista. Käytä sopivaa määrää hitsattua ferriittiä tarkistaaksesi liitoksen.
WELDER, entinen Practical Welding Today, esittelee todellisia ihmisiä, jotka valmistavat käyttämiämme ja kanssamme päivittäin työskenteleviä tuotteita. Tämä lehti on palvellut Pohjois-Amerikan hitsausyhteisöä yli 20 vuoden ajan.
Nyt täysi pääsy The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen painos on nyt täysin saatavilla, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin teollisuuden resursseihin.
Nauti STAMPING Journalin digitaalisesta painoksesta, joka tarjoaa uusimmat teknologian edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallileimausmarkkinoille.
Nyt täysi pääsy The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.