S: Kami baru-baru ini mula melakukan beberapa kerja yang memerlukan beberapa komponen dibuat terutamanya daripada keluli tahan karat 304, yang dikimpal pada dirinya sendiri dan kepada keluli lembut.Kami telah mengalami beberapa masalah dengan rekahan kimpalan antara keluli tahan karat dan keluli tahan karat sehingga 1.25″ tebal.Telah disebutkan bahawa kita mempunyai tahap ferit yang rendah.Bolehkah anda menerangkan apa itu dan bagaimana untuk memperbaikinya?
A: Itu soalan yang bagus.Ya, kami boleh membantu anda memahami maksud ferit rendah dan cara mencegahnya.
Pertama, mari kita lihat definisi keluli tahan karat (SS) dan bagaimana ferit berkaitan dengan sambungan dikimpal.Keluli hitam dan aloi mengandungi lebih 50% besi.Ini termasuk semua keluli karbon dan tahan karat, serta kumpulan lain tertentu.Aluminium, tembaga, dan titanium tidak mengandungi besi, jadi ia adalah contoh terbaik aloi bukan ferus.
Komponen utama aloi ini ialah keluli karbon dengan kandungan besi sekurang-kurangnya 90% dan keluli tahan karat dengan kandungan besi 70 hingga 80%.Untuk diklasifikasikan sebagai SS, ia mesti mempunyai sekurang-kurangnya 11.5% kromium ditambah.Tahap kromium melebihi ambang minimum ini menggalakkan pembentukan filem kromium oksida pada permukaan keluli dan menghalang pembentukan pengoksidaan seperti karat (oksida besi) atau kakisan serangan kimia.
Keluli tahan karat terutamanya dibahagikan kepada tiga kumpulan: austenit, feritik dan martensit.Nama mereka berasal dari struktur kristal pada suhu bilik di mana ia terdiri.Satu lagi kumpulan biasa ialah keluli tahan karat dupleks, yang merupakan keseimbangan antara ferit dan austenit dalam struktur kristal.
Gred Austenitik, siri 300, mengandungi 16% hingga 30% kromium dan 8% hingga 40% nikel, membentuk struktur kristal yang kebanyakannya austenit.Penstabil seperti nikel, karbon, mangan, dan nitrogen ditambah semasa proses pembuatan keluli untuk membantu membentuk nisbah austenit-ferit.Beberapa gred biasa ialah 304, 316 dan 347. Menyediakan rintangan kakisan yang baik;digunakan terutamanya dalam industri makanan, kimia, farmaseutikal dan kriogenik.Kawalan pembentukan ferit memberikan keliatan yang sangat baik pada suhu rendah.
SS Feritik ialah gred siri 400 yang bermagnet sepenuhnya, mengandungi 11.5% hingga 30% kromium, dan mempunyai struktur kristal yang kebanyakannya ferit.Untuk menggalakkan pembentukan ferit, penstabil termasuk kromium, silikon, molibdenum dan niobium semasa pengeluaran keluli.Jenis SS ini biasanya digunakan dalam sistem ekzos automotif dan rangkaian kuasa dan mempunyai aplikasi suhu tinggi yang terhad.Beberapa jenis yang biasa digunakan: 405, 409, 430 dan 446.
Gred martensit, juga dirujuk sebagai siri 400, seperti 403, 410, dan 440, adalah magnetik, mengandungi 11.5% hingga 18% kromium, dan mempunyai struktur kristal martensit.Gabungan ini mempunyai kandungan emas paling rendah, menjadikannya paling murah untuk dihasilkan.Ia memberikan beberapa rintangan kakisan, kekuatan unggul, dan biasanya digunakan dalam peralatan makan, peralatan pergigian dan pembedahan, alat memasak, dan beberapa jenis alatan.
Apabila anda mengimpal keluli tahan karat, jenis substrat dan penggunaannya dalam perkhidmatan akan menentukan logam pengisi yang sesuai untuk digunakan.Jika anda menggunakan proses gas pelindung, anda mungkin perlu memberi perhatian khusus kepada campuran gas pelindung untuk mengelakkan masalah tertentu yang berkaitan dengan kimpalan.
Untuk memateri 304 kepada dirinya sendiri, anda memerlukan elektrod E308/308L.“L” bermaksud rendah karbon, yang membantu mencegah kakisan antara butiran.Kandungan karbon elektrod ini adalah kurang daripada 0.03%, jika nilai ini melebihi, risiko pemendapan karbon pada sempadan butiran dan ikatan kromium untuk membentuk karbida kromium meningkat, yang secara berkesan mengurangkan rintangan kakisan keluli.Ini menjadi jelas jika kakisan berlaku di zon terjejas haba (HAZ) kimpalan keluli tahan karat.Pertimbangan lain untuk keluli tahan karat gred L ialah ia mempunyai kekuatan tegangan yang lebih rendah pada suhu operasi tinggi daripada gred keluli tahan karat lurus.
Oleh kerana 304 ialah jenis keluli tahan karat austenit, logam kimpalan yang sepadan akan mengandungi kebanyakan austenit.Walau bagaimanapun, elektrod itu sendiri akan mengandungi penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk menggalakkan pembentukan ferit dalam logam kimpalan.Pengilang biasanya menyenaraikan julat tipikal untuk jumlah ferit untuk logam kimpalan.Seperti yang dinyatakan sebelum ini, karbon ialah penstabil austenit yang kuat dan atas sebab-sebab ini adalah penting untuk menghalang penambahannya kepada logam kimpalan.
Nombor ferit diperoleh daripada carta Scheffler dan carta WRC-1992, yang menggunakan formula setara nikel dan kromium untuk mengira nilai yang apabila diplot pada carta memberikan nombor ternormal.Nombor ferit antara 0 dan 7 sepadan dengan peratusan isipadu struktur kristal ferit yang terdapat dalam logam kimpalan, namun, pada peratusan yang lebih tinggi, nombor ferit meningkat dengan lebih cepat.Ingat bahawa ferit dalam SS tidak sama dengan ferit keluli karbon, tetapi fasa yang dipanggil delta ferit.Keluli tahan karat austenit tidak mengalami perubahan fasa yang berkaitan dengan proses suhu tinggi seperti rawatan haba.
Pembentukan ferit adalah wajar kerana ia lebih mulur daripada austenit, tetapi mesti dikawal.Kandungan ferit yang rendah boleh memberikan kimpalan dengan rintangan kakisan yang sangat baik dalam beberapa aplikasi, tetapi ia sangat terdedah kepada retak panas semasa mengimpal.Untuk kegunaan umum, bilangan ferit hendaklah antara 5 dan 10, tetapi sesetengah aplikasi mungkin memerlukan nilai yang lebih rendah atau lebih tinggi.Ferit boleh diperiksa dengan mudah di tempat kerja dengan penunjuk ferit.
Memandangkan anda menyatakan bahawa anda mempunyai masalah retakan dan ferit rendah, anda harus melihat dengan teliti pada logam pengisi anda dan pastikan ia menghasilkan ferit yang mencukupi – kira-kira 8 harus melakukan silap mata.Selain itu, jika anda menggunakan kimpalan arka berteras fluks (FCAW), logam pengisi ini biasanya menggunakan gas perisai 100% karbon dioksida atau campuran 75% argon dan 25% CO2, yang boleh menyebabkan logam kimpalan menyerap karbon.Anda boleh bertukar kepada proses kimpalan arka logam (GMAW) dan menggunakan campuran 98% argon/2% oksigen untuk mengurangkan kemungkinan mendapan karbon.
Apabila mengimpal keluli tahan karat kepada keluli karbon, bahan pengisi E309L mesti digunakan.Logam pengisi ini digunakan khas untuk kimpalan logam yang tidak serupa, membentuk sejumlah ferit selepas keluli karbon dibubarkan dalam kimpalan.Kerana keluli karbon menyerap beberapa karbon, penstabil ferit ditambah kepada logam pengisi untuk mengatasi kecenderungan karbon untuk membentuk austenit.Ini akan membantu mengelakkan keretakan haba semasa mengimpal.
Kesimpulannya, jika anda ingin membaiki rekahan panas dalam kimpalan keluli tahan karat austenit, periksa logam pengisi ferit yang mencukupi dan ikuti amalan kimpalan yang baik.Kekalkan input haba di bawah 50 kJ/in, kekalkan suhu antara laluan sederhana hingga rendah, dan pastikan sambungan pateri bersih sebelum pematerian.Gunakan tolok yang sesuai untuk memeriksa jumlah ferit pada kimpalan, mensasarkan 5-10.
WELDER, dahulunya dikenali sebagai Practical Welding Today, mewakili 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 The FABRICATOR edisi digital, 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.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran pengecapan logam.
Kini dengan akses digital penuh kepada The Fabricator en Español, anda mempunyai akses mudah kepada sumber industri yang berharga.