V: We zijn onlangs begonnen met wat werk waarbij sommige componenten voornamelijk gemaakt moeten worden van roestvrij staal van klasse 304, dat aan zichzelf en aan zacht staal is gelast. We hebben enkele scheurproblemen ondervonden op lassen van roestvrij staal op roestvrij staal tot 1,25 "dik. Er werd vermeld dat we een laag ferrietgehalte hebben. Kunt u uitleggen wat dit is en hoe u dit kunt oplossen?
A: Dit is een goede vraag. Ja, we kunnen u helpen begrijpen wat lage ferrietaantallen betekenen en hoe u dit kunt voorkomen.
Laten we eerst eens kijken naar de definitie van roestvrij staal (SS) en hoe ferriet zich verhoudt tot gelaste verbindingen. Zwart staal en legeringen bevatten meer dan 50% ijzer. Dit omvat alle koolstof- en roestvrij staalsoorten en andere gedefinieerde groepen. Aluminium, koper en titanium bevatten geen ijzer, dus het zijn uitstekende voorbeelden van non-ferrolegeringen.
De belangrijkste componenten van deze legering zijn koolstofstaal met ten minste 90% ijzer en SS met 70 tot 80% ijzer. Om als SS te worden geclassificeerd, moet er ten minste 11,5% chroom aan zijn toegevoegd. Chroomgehaltes boven deze minimumdrempel bevorderen de vorming van chroomoxidefilms op stalen oppervlakken en voorkomen oxidatievorming zoals roest (ijzeroxide) of corrosie veroorzaakt door chemische aantasting.
SS is hoofdzakelijk verdeeld in drie groepen: austeniet, ferriet en martensiet. Hun naam komt van de kristalstructuur bij kamertemperatuur waaruit ze bestaan. Een andere veel voorkomende groep is duplex SS, dat een balans is tussen ferriet en austeniet in de kristalstructuur.
Austenitische kwaliteiten, de 300-serie, bevatten 16% tot 30% chroom en 8% tot 40% nikkel, waardoor een overwegend austenitische kristalstructuur wordt gevormd. Om de vorming van een austeniet-ferrietverhouding te bevorderen, worden stabilisatoren zoals nikkel, koolstof, mangaan en stikstof toegevoegd tijdens het staalproductieproces. Enkele veel voorkomende soorten zijn 304, 316 en 347. Biedt goede corrosieweerstand;voornamelijk gebruikt in voedsel, chemische service, farmaceutische en cryogene toepassingen. Beheersing van ferrietvorming zorgt voor een uitstekende taaiheid bij lage temperaturen.
Ferritic SS is een kwaliteit uit de 400-serie die volledig magnetisch is, 11,5% tot 30% chroom bevat en een overheersende ferritische kristalstructuur heeft. Om de vorming van ferriet te bevorderen, bevatten stabilisatoren tijdens de staalproductie chroom, silicium, molybdeen en niobium. Deze soorten SS worden vaak gebruikt in uitlaatsystemen van auto's en energiecentrales en hebben beperkte toepassingen bij hoge temperaturen. Verschillende veelgebruikte typen zijn 405, 409, 430 en 446.
Martensitische soorten, ook geïdentificeerd door de 400-serie, zoals 403, 410 en 440, zijn magnetisch, bevatten 11,5% tot 18% chroom en hebben martensiet als kristalstructuur. Deze combinatie heeft het laagste goudgehalte, waardoor ze het minst duur zijn om te produceren. Ze bieden enige corrosieweerstand;uitstekende sterkte;en worden vaak gebruikt in serviesgoed, tandheelkundige en chirurgische apparatuur, kookgerei en bepaalde soorten gereedschap.
Bij het lassen van RVS bepalen het type ondergrond en de toepassing tijdens gebruik het juiste toevoegmateriaal dat moet worden gebruikt. Als u een gasafschermingsproces gebruikt, moet u mogelijk speciale aandacht besteden aan beschermgasmengsels om bepaalde lasgerelateerde problemen te voorkomen.
Om de 304 aan zichzelf te solderen, hebt u een E308/308L-elektrode nodig. De "L" staat voor koolstofarm, wat interkristallijne corrosie helpt voorkomen. Deze elektroden hebben een koolstofgehalte van minder dan 0,03%;alles daarboven verhoogt het risico dat koolstof neerslaat op de korrelgrenzen en zich combineert met chroom om chroomcarbiden te vormen, waardoor de corrosieweerstand van het staal effectief wordt verminderd. Dit wordt duidelijk als corrosie optreedt in de door hitte beïnvloede zone (HAZ) van RVS-gelaste verbindingen. Een andere overweging voor L-klasse SS is dat ze een lagere treksterkte hebben bij hogere gebruikstemperaturen dan directe SS-soorten.
Aangezien 304 een austenitisch type SS is, zal het overeenkomstige lasmetaal het grootste deel van het austeniet bevatten. De elektrode zelf zal echter een ferrietstabilisator bevatten, zoals molybdeen, om de vorming van ferriet in het lasmetaal te bevorderen. Fabrikanten vermelden meestal een typisch bereik van ferriethoeveelheden voor het lasmetaal. metaal.
Ferrietgetallen zijn afgeleid van het Schaeffler-diagram en het WRC-1992-diagram, die nikkel- en chroomequivalentformules gebruiken om de waarde te berekenen, die, wanneer ze in het diagram worden uitgezet, een genormaliseerd getal opleveren. Het ferrietgetal tussen 0 en 7 komt overeen met het volumepercentage van de ferrietkristalstructuur aanwezig in het lasmetaal;bij hogere percentages neemt het ferrietgetal echter sneller toe. Onthoud dat ferriet in SS niet hetzelfde is als koolstofstaalferriet, maar een fase die delta-ferriet wordt genoemd. Austenitisch SS heeft geen fasetransformaties die verband houden met processen bij hoge temperatuur, zoals warmtebehandeling.
De vorming van ferriet is wenselijk omdat het ductieler is dan austeniet, maar moet worden gecontroleerd. Een laag aantal ferrieten kan in sommige toepassingen lassen produceren met een uitstekende corrosieweerstand, maar is zeer gevoelig voor warmscheuren tijdens het lassen. Voor algemene gebruiksomstandigheden moet het aantal ferrieten tussen 5 en 10 liggen, maar voor sommige toepassingen kunnen lagere of hogere waarden vereist zijn. Ferrieten kunnen gemakkelijk tijdens het werk worden geverifieerd met behulp van een ferrietindicator.
Aangezien u zei dat u problemen heeft met scheuren en een laag ferrietgetal, moet u uw toevoegmetaal van dichtbij bekijken en ervoor zorgen dat het voldoende ferrietgetal produceert - ongeveer 8 zou moeten helpen. Als u booglassen met fluxkern gebruikt (FCAW), gebruiken deze toevoegmetalen meestal een 100% koolstofdioxide-beschermgas of een 75% argon / 25% CO2-mengsel, wat kan leiden tot koolstofopname in het lasmetaal. Misschien wilt u overschakelen op een gasmetaalboog lasproces (GMAW) en gebruik een mengsel van 98% argon/2% zuurstof om de kans op koolstofopname te verkleinen.
Om SS aan koolstofstaal te lassen, moet u E309L-toevoegmateriaal gebruiken. Dit toevoegmateriaal wordt speciaal gebruikt voor het lassen van ongelijksoortige metalen en vormt een bepaalde hoeveelheid ferriet nadat het koolstofstaal in de las is verdund. Aangezien een deel van de koolstof wordt geabsorbeerd in koolstofstaal, worden ferrietstabilisatoren toegevoegd aan het toevoegmetaal om de neiging van koolstof om austeniet te vormen tegen te gaan. Dit helpt thermische scheuren bij lastoepassingen te voorkomen.
Samenvattend, als u hete scheuren op austenitische RVS gelaste verbindingen wilt voorkomen, controleer dan of er voldoende ferriet toevoegmateriaal is en volg goede laspraktijken. Houd de warmte-invoer onder de 50 kJ/inch, handhaaf matige tot lage interpass-temperaturen en zorg ervoor dat de soldeerverbindingen vrij zijn van elke verontreiniging voorafgaand aan het solderen. Gebruik een geschikte meter om de hoeveelheid ferriet op de gelaste verbinding te controleren, streef naar 5 tot 10.
WELDER, voorheen Practical Welding Today, laat de echte mensen zien die de producten maken die we elke dag gebruiken en waarmee we werken. Dit tijdschrift heeft de lasgemeenschap in Noord-Amerika al meer dan 20 jaar gediend.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, die de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt biedt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.