S: Kami baru-baru ini mula melakukan beberapa kerja yang memerlukan beberapa komponen dibuat terutamanya daripada keluli tahan karat gred 304, yang dikimpal pada dirinya sendiri dan kepada keluli lembut. Kami telah mengalami beberapa masalah keretakan pada keluli tahan karat kepada kimpalan keluli tahan karat sehingga 1.25″ tebal. Telah disebutkan bahawa kami mempunyai kiraan ferit yang rendah. Bolehkah anda jelaskan apakah ini dan bagaimana untuk memperbaikinya?
J: Ini soalan yang bagus. Ya, kami boleh membantu anda memahami maksud kiraan ferit rendah dan cara mencegahnya.
Mula-mula, mari kita semak semula definisi keluli tahan karat (SS) dan bagaimana ferit berkaitan dengan sambungan yang dikimpal. Keluli hitam dan aloi mengandungi lebih daripada 50% besi. Ini termasuk semua keluli karbon dan tahan karat dan kumpulan lain yang ditentukan. Aluminium, tembaga dan titanium tidak mengandungi besi, jadi ia adalah contoh terbaik aloi bukan ferus.
Komponen utama aloi ini ialah keluli karbon dengan sekurang-kurangnya 90% besi dan SS dengan 70 hingga 80% besi. Untuk dikelaskan sebagai SS, ia mesti mempunyai sekurang-kurangnya 11.5% kromium ditambah. Aras kromium di atas ambang minimum ini menggalakkan pembentukan filem kromium oksida pada permukaan keluli dan mencegah pembentukan pengoksidaan seperti karat (besi. oksida yang disebabkan oleh kimia) atau serangan kimia.
SS terbahagi terutamanya kepada tiga kumpulan: austenit, ferit dan martensit. Nama mereka berasal daripada struktur kristal suhu bilik yang membentuknya. Satu lagi kumpulan biasa ialah dupleks SS, yang merupakan keseimbangan antara ferit dan austenit dalam struktur kristal.
Gred Austenit, siri 300, mengandungi 16% hingga 30% kromium dan 8% hingga 40% nikel, membentuk struktur kristal austenit yang kebanyakannya.digunakan terutamanya dalam makanan, perkhidmatan kimia, aplikasi farmaseutikal dan kriogenik. Kawalan pembentukan ferit memberikan keliatan suhu rendah yang sangat baik.
SS Feritik ialah gred 400 siri yang magnetik sepenuhnya, mengandungi 11.5% hingga 30% kromium, dan mempunyai struktur kristal dominan ferit. Untuk menggalakkan pembentukan ferit, penstabil termasuk kromium, silikon, molibdenum dan niobium semasa pengeluaran keluli. Jenis SS ini biasa digunakan dalam loji ekzos bersuhu tinggi dan 5S yang digunakan secara terhad. 409, 430 dan 446.
Gred martensit, juga dikenal pasti oleh siri 400 seperti 403, 410 dan 440, adalah magnetik, mengandungi 11.5% hingga 18% kromium, dan mempunyai martensit sebagai struktur kristal.Gabungan ini mempunyai kandungan emas yang paling rendah, yang menjadikannya paling murah untuk dihasilkan. Mereka memberikan beberapa rintangan kakisan;kekuatan yang sangat baik;dan biasanya digunakan dalam peralatan makan, peralatan pergigian dan pembedahan, alat memasak dan jenis alatan tertentu.
Apabila anda mengimpal SS, jenis substrat dan aplikasi dalam perkhidmatannya akan menentukan logam pengisi yang sesuai untuk digunakan. Jika anda menggunakan proses pelindung gas, anda mungkin perlu memberi perhatian khusus untuk melindungi campuran gas untuk mengelakkan masalah berkaitan kimpalan tertentu.
Untuk memateri 304 kepada dirinya sendiri, anda memerlukan elektrod E308/308L. "L" bermaksud karbon rendah, yang membantu mengelakkan kakisan antara butiran. Elektrod ini mempunyai kandungan karbon di bawah 0.03%;apa-apa di atas ini meningkatkan risiko karbon tercetus ke sempadan bijian dan bergabung dengan kromium untuk membentuk kromium karbida, dengan berkesan mengurangkan rintangan kakisan keluli. Ini menjadi jelas jika kakisan berlaku di zon terjejas haba (HAZ) sambungan kimpalan SS. Satu lagi pertimbangan untuk SS gred L adalah bahawa ia mempunyai kekuatan tegangan gred langsung yang lebih rendah pada suhu gred SS yang lebih rendah.
Memandangkan 304 ialah jenis SS austenit, logam kimpalan yang sepadan akan mengandungi sebahagian besar austenit. Walau bagaimanapun, elektrod itu sendiri akan mengandungi penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk menggalakkan pembentukan ferit dalam logam kimpalan. Pengilang biasanya menyenaraikan julat tipikal kuantiti ferit untuk logam kimpalan. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ia adalah penstabil yang kuat dan kuat. kepada logam kimpalan.
Nombor ferit diperoleh daripada rajah Schaeffler dan rajah WRC-1992, yang menggunakan formula setara nikel dan kromium untuk mengira nilai, yang apabila diplot pada rajah menghasilkan nombor ternormal.Nombor ferit antara 0 dan 7 sepadan dengan peratus isipadu struktur kristal ferit yang terdapat dalam logam kimpalan;bagaimanapun, pada peratusan yang lebih tinggi, nombor ferit meningkat pada kadar yang lebih cepat.Ingat bahawa ferit dalam SS tidak sama dengan ferit keluli karbon, tetapi fasa yang dipanggil delta ferit. SS Austenit tidak mempunyai perubahan fasa yang dikaitkan dengan proses suhu tinggi seperti rawatan haba.
Pembentukan ferit adalah wajar kerana ia lebih mulur daripada austenit, tetapi mesti dikawal. Kiraan ferit yang rendah boleh menghasilkan kimpalan dengan rintangan kakisan yang sangat baik dalam sesetengah aplikasi, tetapi sangat terdedah kepada keretakan panas semasa mengimpal. Untuk keadaan penggunaan umum, kiraan ferit hendaklah antara 5 dan 10, tetapi untuk sesetengah aplikasi, nilai ferrit yang lebih rendah atau lebih tinggi boleh digunakan untuk verrit yang lebih rendah atau lebih tinggi.
Memandangkan anda menyebut bahawa anda mengalami masalah keretakan dan kiraan ferit yang rendah, anda perlu melihat dengan teliti logam pengisi anda dan pastikan ia menghasilkan kiraan ferit yang mencukupi – kira-kira 8 sepatutnya membantu. Selain itu, jika anda menggunakan kimpalan arka teras fluks (FCAW), logam pengisi ini biasanya menggunakan gas pelindung karbon dioksida 100% atau gas perisai karbon dioksida atau 75% yang boleh menyebabkan campuran karbon dioksida/25%. proses kimpalan arka logam gas (GMAW) dan gunakan campuran 98% argon/2% oksigen untuk mengurangkan kemungkinan pengambilan karbon.
Untuk mengimpal SS kepada keluli karbon anda mesti menggunakan bahan pengisi E309L. Logam pengisi ini digunakan khas untuk mengimpal logam yang tidak serupa dan membentuk sejumlah ferit selepas keluli karbon dicairkan ke dalam kimpalan. Memandangkan keluli karbon akan menyerap sedikit karbon, penstabil ferit ditambahkan pada logam pengisi untuk mengatasi kecenderungan karbon dalam proses pengelasan terma. Ini akan membantu kita mengelaskan austenit.
Ringkasnya, jika anda ingin menghilangkan retakan panas pada sambungan kimpalan SS austenit, sahkan logam pengisi ferit yang mencukupi dan ikuti amalan kimpalan yang baik. Pastikan input haba di bawah 50 kJ/inci, kekalkan suhu interpass sederhana hingga rendah, dan pastikan sambungan pateri bebas daripada sebarang pencemaran sebelum pematerian. Gunakan tolok fer0 yang sesuai untuk mengesahkan amaun kimpalan 1 untuk sahkan ferrite 5 yang sesuai.
WELDER, dahulunya Practical Welding Today, mempamerkan orang sebenar yang membuat produk yang kami gunakan dan bekerjasama setiap hari. Majalah ini telah berkhidmat kepada komuniti kimpalan di Amerika Utara selama lebih 20 tahun.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The FABRICATOR, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Nikmati akses penuh kepada edisi digital Jurnal STAMPING, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran pengecapan logam.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.