Keluli tahan karat mengimpal memerlukan pemilihan gas pelindung untuk mengekalkan komposisi metalurginya dan sifat fizikal dan mekanikal yang berkaitan.Elemen gas pelindung biasa untuk keluli tahan karat termasuk argon, helium, oksigen, karbon dioksida, nitrogen dan hidrogen (lihat Rajah 1).
Disebabkan oleh kekonduksian terma keluli tahan karat yang lemah dan sifat kimpalan arka logam pemindahan litar pintas (GMAW) yang agak "sejuk", proses tersebut memerlukan gas "tri-campuran" yang terdiri daripada 85% hingga 90% helium (He), sehingga 10 % Argon (Ar) dan 2% hingga 5% Karbon Dioksida (CO2) hingga 5%, campuran 90% Ar/2, CO2 dan 90% Ar-2, CO2. 2. Potensi pengionan tinggi helium menggalakkan pengarkaan selepas litar pintas;ditambah pula dengan kekonduksian terma yang tinggi, penggunaan He meningkatkan kecairan kolam lebur.Komponen Ar Trimix menyediakan perisai umum lopak kimpalan, manakala CO2 bertindak sebagai komponen reaktif untuk menstabilkan arka (lihat Rajah 2 untuk bagaimana gas pelindung yang berbeza mempengaruhi profil manik kimpalan).
Sesetengah campuran terner mungkin menggunakan oksigen sebagai penstabil, manakala yang lain menggunakan campuran He/CO2/N2 untuk mencapai kesan yang sama. Sesetengah pengedar gas mempunyai campuran gas proprietari yang memberikan faedah yang dijanjikan. Peniaga juga mengesyorkan adunan ini untuk mod penghantaran lain dengan kesan yang sama.
Kesilapan terbesar yang dibuat oleh pengilang ialah cuba membuat litar pintas keluli tahan karat GMAW dengan campuran gas yang sama (75 Ar/25 CO2) dengan keluli lembut, biasanya kerana mereka tidak mahu menguruskan silinder tambahan. Campuran ini mengandungi terlalu banyak karbon. Malah, sebarang gas pelindung yang digunakan untuk wayar pepejal harus mengandungi maksimum 5% karbon dioksida. Menggunakan jumlah yang lebih besar menghasilkan aloi L.Ex gred di bawah %) yang tidak lagi mempunyai kandungan karbon gred L.0 yang dianggap sebagai logam di bawah gred L.0. karbon cessive dalam gas pelindung boleh membentuk karbida kromium, yang mengurangkan rintangan kakisan dan sifat mekanikal. Jelaga juga boleh muncul pada permukaan kimpalan.
Sebagai nota sampingan, apabila memilih logam untuk memendekkan GMAW untuk aloi asas 300 siri (308, 309, 316, 347), pengilang harus memilih gred LSi. Pengisi LSi mempunyai kandungan karbon rendah (0.02%) dan oleh itu amat disyorkan apabila terdapat risiko hakisan antara butiran. Kandungan silikon yang lebih tinggi untuk membantu mengimpal, sifat kimpalan yang lebih tinggi, seperti pengimpalan dan sifat kimpalan yang lebih baik. .
Pengilang harus berhati-hati apabila menggunakan proses pemindahan litar pintas. Percantuman yang tidak lengkap boleh disebabkan oleh pemadaman arka, menjadikan proses sub-par untuk aplikasi kritikal. Dalam situasi volum tinggi, jika bahan itu dapat menyokong input habanya (≥ 1/16 inci adalah lebih kurang bahan paling nipis yang dikimpal menggunakan mod semburan nadi), pemindahan pilihan nadi dan penyemburan nadi akan menjadi pilihan yang lebih baik untuk pemindahan semburan nadi. gabungan yang lebih konsisten.
Mod pemindahan haba yang tinggi ini tidak memerlukan gas pelindung He. Untuk kimpalan pemindahan semburan aloi 300 siri, pilihan biasa ialah 98% Ar dan 2% unsur reaktif seperti CO2 atau O2. Sesetengah campuran gas juga mungkin mengandungi sejumlah kecil N2.N2 mempunyai potensi pengionan yang lebih tinggi dan kekonduksian terma, yang menggalakkan pembasahan dan membolehkan perjalanan kebolehtelapan yang lebih pantas;ia juga mengurangkan herotan.
Untuk pemindahan semburan berdenyut GMAW, 100% Ar mungkin merupakan pilihan yang boleh diterima. Oleh kerana arus berdenyut menstabilkan arka, gas tidak selalu memerlukan unsur aktif.
Kolam lebur adalah lebih perlahan untuk keluli tahan karat ferit dan keluli tahan karat dupleks (nisbah 50/50 ferit kepada austenit). Bagi aloi ini, campuran gas seperti ~70% Ar/~30% He/2% CO2 akan menggalakkan pembasahan yang lebih baik dan meningkatkan kelajuan perjalanan (lihat Rajah 3). Campuran yang serupa boleh digunakan untuk mengimpal nikel, membentuk aloi2, tetapi akan menyebabkan permukaan aloi nikel dikimpal. % CO2 atau O2 sudah cukup untuk meningkatkan kandungan oksida, jadi pengeluar harus mengelakkannya atau bersedia untuk menghabiskan banyak masa padanya).Melelas kerana oksida ini sangat keras sehingga berus dawai biasanya tidak dapat mengeluarkannya).
Pengilang menggunakan wayar keluli tahan karat berteras fluks untuk kimpalan di luar lokasi kerana sistem sanga dalam wayar ini menyediakan "rak" yang menyokong kolam kimpalan apabila ia menjadi pejal. Oleh kerana komposisi fluks mengurangkan kesan CO2, dawai keluli tahan karat berteras fluks direka untuk digunakan dengan 75% Ar/25% paun, kos campuran CO2 dan/atau CO2 lebih tinggi. perlu diingat bahawa kelajuan kimpalan semua kedudukan yang lebih tinggi dan kadar pemendapan boleh mengurangkan kos kimpalan keseluruhan. Selain itu, wayar berteras fluks menggunakan keluaran DC voltan malar konvensional, menjadikan sistem kimpalan asas kurang kos dan kurang kompleks daripada sistem GMAW berdenyut.
Untuk aloi siri 300 dan 400, 100% Ar kekal sebagai pilihan standard untuk kimpalan arka tungsten gas (GTAW). Semasa GTAW sesetengah aloi nikel, terutamanya dengan proses berjentera, sejumlah kecil hidrogen (sehingga 5%) boleh ditambah untuk meningkatkan kelajuan perjalanan (perhatikan bahawa tidak seperti keluli karbon, aloi nikel tidak terdedah kepada keretakan hidrogen).
Untuk mengimpal keluli tahan karat superdupleks dan superdupleks, 98% Ar/2% N2 dan 98% Ar/3% N2 masing-masing adalah pilihan yang baik. Helium juga boleh ditambah untuk meningkatkan kebolehbasahan kira-kira 30%.Apabila mengimpal keluli tahan karat super dupleks atau super dupleks, matlamatnya adalah untuk menghasilkan sambungan dengan struktur mikro seimbang kira-kira 50% struktur ferit dan 50% penggunaan mikroferit yang sejuk. kadar, dan kerana kolam kimpalan TIG menyejuk dengan cepat, lebihan ferit kekal apabila 100% Ar digunakan. Apabila campuran gas yang mengandungi N2 digunakan, N2 kacau ke dalam kolam lebur dan menggalakkan pembentukan austenit.
Keluli tahan karat perlu melindungi kedua-dua belah sambungan untuk menghasilkan kimpalan siap dengan rintangan kakisan maksimum. Kegagalan melindungi bahagian belakang boleh mengakibatkan "sakarifikasi," atau pengoksidaan meluas yang boleh menyebabkan kegagalan pateri.
Kelengkapan punggung yang ketat dengan kesesuaian yang sangat baik atau pembendungan ketat yang konsisten di bahagian belakang pemasangan mungkin tidak memerlukan gas sokongan. Di sini, isu utama adalah untuk mengelakkan perubahan warna yang berlebihan pada zon yang terjejas haba akibat pembentukan oksida, yang kemudiannya memerlukan penyingkiran mekanikal. Secara teknikalnya, jika suhu bahagian belakang melebihi 500 darjah Fahrenheit, pendekatan yang lebih konservatif ialah 0 darjah. sebagai ambang.Sebaik-baiknya, sandaran hendaklah di bawah 30 PPM O2. Pengecualian adalah jika bahagian belakang kimpalan akan dicungkil, dikisar dan dikimpal untuk mencapai kimpalan penembusan penuh.
Dua gas sokongan pilihan ialah N2 (paling murah) dan Ar (lebih mahal). Untuk pemasangan kecil atau apabila sumber Ar tersedia, mungkin lebih mudah untuk menggunakan gas ini dan tidak berbaloi dengan penjimatan N2. Sehingga 5% hidrogen boleh ditambah untuk mengurangkan pengoksidaan. Pelbagai pilihan komersial tersedia, tetapi sokongan buatan sendiri dan empangan penulenan adalah perkara biasa.
Penambahan 10.5% atau lebih kromium adalah yang memberikan keluli tahan karat sifat tahan karatnya. Mengekalkan sifat ini memerlukan teknik yang baik dalam memilih gas pelindung kimpalan yang betul dan melindungi bahagian belakang sambungan. Keluli tahan karat adalah mahal, dan ada sebab yang baik untuk menggunakannya. Tidak ada gunanya cuba memotong sudut apabila ia datang untuk melindungi gas atau memilih bahan pengisi yang sesuai untuk ini, dengan pengedar logam yang sesuai untuk ini. gas dan logam pengisi untuk mengimpal keluli tahan karat.
Ikuti perkembangan terkini dengan berita, acara dan teknologi terkini tentang semua logam daripada dua surat berita bulanan kami yang ditulis secara eksklusif untuk pengeluar Kanada!
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital Canadian Metalworking, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital Buatan Kanada dan Kimpalan, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.