P: Recentemente comezamos a facer algúns traballos que requiren que algúns compoñentes estean feitos principalmente de aceiro inoxidable 304, que está soldado a si mesmo e ao aceiro suave.Experimentamos algúns problemas con fisuras de soldadura entre aceiro inoxidable e aceiro inoxidable de ata 1,25 "de espesor.Mencionouse que temos baixos niveis de ferrita.Podes explicar o que é e como solucionalo?
R: Esa é unha boa pregunta.Si, podemos axudarche a comprender o que significa baixa ferrita e como evitalo.
En primeiro lugar, vexamos a definición de aceiro inoxidable (SS) e como se relaciona a ferrita coas unións soldadas.O aceiro negro e as aliaxes conteñen máis do 50% de ferro.Isto inclúe todos os aceiros ao carbono e inoxidables, así como algúns outros grupos.O aluminio, o cobre e o titanio non conteñen ferro, polo que son excelentes exemplos de aliaxes non ferrosas.
Os principais compoñentes desta aliaxe son o aceiro carbono cun contido de ferro de polo menos o 90% e o aceiro inoxidable cun contido de ferro entre o 70 e o 80%.Para ser clasificado como SS, debe ter polo menos un 11,5% de cromo engadido.Os niveis de cromo por riba deste limiar mínimo favorecen a formación dunha película de óxido de cromo nas superficies de aceiro e evitan a formación de oxidación como a ferruxe (óxido de ferro) ou a corrosión por ataque químico.
O aceiro inoxidable divídese principalmente en tres grupos: austenítico, ferrítico e martensítico.O seu nome provén da estrutura cristalina a temperatura ambiente da que están compostos.Outro grupo común é o aceiro inoxidable dúplex, que é un equilibrio entre ferrita e austenita na estrutura cristalina.
Os graos austeníticos, da serie 300, conteñen entre un 16% e un 30% de cromo e entre un 8% e un 40% de níquel, formando unha estrutura cristalina predominantemente austenítica.Durante o proceso de fabricación de aceiro engádense estabilizadores como níquel, carbono, manganeso e nitróxeno para axudar a formar a relación austenita-ferrita.Algúns graos comúns son 304, 316 e 347. Ofrece unha boa resistencia á corrosión;utilízase principalmente na industria alimentaria, química, farmacéutica e criogénica.O control da formación de ferrita proporciona unha excelente tenacidade a baixas temperaturas.
Ferritic SS é un grao da serie 400 que é totalmente magnético, contén de 11,5% a 30% de cromo e ten unha estrutura cristalina predominantemente ferrítica.Para promover a formación de ferrita, os estabilizadores inclúen cromo, silicio, molibdeno e niobio durante a produción de aceiro.Estes tipos de SS utilízanse habitualmente nos sistemas de escape de automóbiles e nos sistemas de propulsión e teñen aplicacións limitadas a altas temperaturas.Varios tipos de uso habitual: 405, 409, 430 e 446.
Os graos martensíticos, tamén denominados series 400, como 403, 410 e 440, son magnéticos, conteñen entre un 11,5% e un 18% de cromo e teñen unha estrutura de cristal martensítico.Esta combinación ten o menor contido en ouro, polo que son os menos custosos de producir.Proporcionan certa resistencia á corrosión, resistencia superior e úsanse habitualmente en utensilios de mesa, equipos dentales e cirúrxicos, utensilios de cociña e algúns tipos de ferramentas.
Cando se solda aceiro inoxidable, o tipo de substrato e a súa aplicación en servizo determinarán o metal de recheo adecuado a utilizar.Se está a usar un proceso de gas de protección, é posible que teña que prestar especial atención ás mesturas de gases de protección para evitar certos problemas asociados á soldadura.
Para soldar o 304 a si mesmo, necesitará un electrodo E308/308L."L" significa baixo contido de carbono, o que axuda a previr a corrosión intergranular.O contido de carbono destes electrodos é inferior ao 0,03%, se se supera este valor, aumenta o risco de deposición de carbono nos límites dos grans e a unión do cromo para formar carburos de cromo, o que reduce efectivamente a resistencia á corrosión do aceiro.Isto faise evidente se se produce corrosión na zona afectada pola calor (HAZ) das soldaduras de aceiro inoxidable.Outra consideración para o aceiro inoxidable grao L é que teñen unha menor resistencia á tracción a temperaturas de funcionamento elevadas que os graos de aceiro inoxidable recto.
Dado que o 304 é un tipo de aceiro inoxidable austenítico, o metal de soldadura correspondente conterá a maior parte da austenita.Non obstante, o propio electrodo conterá un estabilizador de ferrita, como o molibdeno, para promover a formación de ferrita no metal de soldadura.Os fabricantes adoitan enumerar un rango típico para a cantidade de ferrita para un metal de soldadura.Como se mencionou anteriormente, o carbono é un forte estabilizador austenítico e por estes motivos é fundamental evitar a súa adición ao metal de soldadura.
Os números de ferrita derívanse do gráfico de Scheffler e do gráfico WRC-1992, que usan fórmulas equivalentes de níquel e cromo para calcular o valor que cando se representa no gráfico dá un número normalizado.Un número de ferrita entre 0 e 7 corresponde á porcentaxe de volume da estrutura cristalina ferrítica presente no metal de soldadura, porén, en porcentaxes máis altas, o número de ferrita aumenta máis rapidamente.Lembre que a ferrita en SS non é o mesmo que a ferrita de aceiro carbono, senón unha fase chamada ferrita delta.O aceiro inoxidable austenítico non sofre transformacións de fase asociadas a procesos de alta temperatura como o tratamento térmico.
A formación de ferrita é desexable porque é máis dúctil que a austenita, pero debe ser controlada.O baixo contido de ferrita pode proporcionar soldaduras cunha excelente resistencia á corrosión nalgunhas aplicacións, pero son extremadamente propensas a rachaduras en quente durante a soldadura.Para uso xeral, o número de ferritas debe estar entre 5 e 10, pero algunhas aplicacións poden requirir valores inferiores ou superiores.As ferritas pódense comprobar facilmente no lugar de traballo cun indicador de ferrita.
Dado que mencionaches que tes problemas de rachaduras e ferritas baixas, deberías mirar de cerca o teu metal de recheo e asegurarte de que está producindo suficientes ferritas: uns 8 deberían facer o truco.Ademais, se está a usar soldadura por arco con núcleo de fluxo (FCAW), estes metais de recheo normalmente usan un gas de protección de dióxido de carbono ao 100% ou unha mestura de argón ao 75% e CO2 ao 25%, o que pode facer que o metal de soldadura absorba carbono.Podes cambiar ao proceso de soldadura por arco de metal (GMAW) e usar unha mestura de argón 98%/2% de osíxeno para reducir a posibilidade de depósitos de carbono.
Cando se solda aceiro inoxidable a aceiro carbono, débese utilizar material de recheo E309L.Este metal de recheo úsase especialmente para soldar metais diferentes, formando unha certa cantidade de ferrita despois de que o aceiro carbono se disolva na soldadura.Debido a que o aceiro carbono absorbe algo de carbono, engádense estabilizadores de ferrita ao metal de recheo para contrarrestar a tendencia do carbono a formar austenita.Isto axudará a previr a fisuración térmica durante a soldadura.
En conclusión, se quere reparar fendas quentes en soldaduras de aceiro inoxidable austenítico, comprobe se hai suficiente metal de recheo de ferrita e siga as boas prácticas de soldadura.Manteña a entrada de calor por debaixo de 50 kJ/in, manteña temperaturas entre pasadas de moderadas a baixas e asegúrese de que as xuntas de soldadura estean limpas antes de soldar.Use un calibre adecuado para comprobar a cantidade de ferrita na soldadura, apuntando a 5-10.
SOLDADOR, anteriormente chamado Practical Welding Today, representa as persoas reais que fabrican os produtos que usamos e cos que traballamos todos os días.Esta revista leva máis de 20 anos atendendo á comunidade de soldados en América do Norte.
Agora con acceso total á edición dixital de The FABRICATOR e fácil acceso a valiosos recursos do sector.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal é agora totalmente accesible e ofrece un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Obtén acceso dixital completo ao STAMPING Journal, que inclúe as últimas tecnoloxías, as mellores prácticas e as noticias do sector para o mercado de estampación metálica.
Agora, con acceso dixital completo a The Fabricator en Español, tes fácil acceso a valiosos recursos do sector.