Î: Am început recent să facem unele lucrări care necesită ca unele componente să fie fabricate în principal din oțel inoxidabil 304, care este sudat cu el însuși și cu oțel moale.Am întâmpinat unele probleme cu fisurarea sudurii între oțel inoxidabil și oțel inoxidabil cu o grosime de până la 1,25 inchi.S-a menționat că avem un nivel scăzut de ferită.Poți explica ce este și cum să-l remediezi?
R: E o întrebare bună.Da, vă putem ajuta să înțelegeți ce înseamnă ferită scăzută și cum să o preveniți.
În primul rând, să ne uităm la definiția oțelului inoxidabil (SS) și la modul în care ferita se referă la îmbinările sudate.Oțelul și aliajele negre conțin peste 50% fier.Aceasta include toate oțelurile carbon și inoxidabile, precum și anumite alte grupuri.Aluminiul, cuprul și titanul nu conțin fier, așa că sunt exemple excelente de aliaje neferoase.
Componentele principale ale acestui aliaj sunt oțelul carbon cu un conținut de fier de cel puțin 90% și oțelul inoxidabil cu un conținut de fier de 70 până la 80%.Pentru a fi clasificat ca SS, trebuie să aibă cel puțin 11,5% crom adăugat.Nivelurile de crom peste acest prag minim favorizează formarea unei pelicule de oxid de crom pe suprafețele din oțel și previne formarea oxidării, cum ar fi rugina (oxidul de fier) ​​sau coroziunea prin atac chimic.
Oțelul inoxidabil este împărțit în principal în trei grupe: austenitic, feritic și martensitic.Numele lor vine de la structura cristalină la temperatura camerei din care sunt compuse.Un alt grup comun este oțelul inoxidabil duplex, care reprezintă un echilibru între ferită și austenită în structura cristalină.
Calitățile austenitice, seria 300, conțin 16% până la 30% crom și 8% până la 40% nichel, formând o structură cristalină predominant austenitică.Stabilizatori precum nichel, carbon, mangan și azot sunt adăugați în timpul procesului de fabricare a oțelului pentru a ajuta la formarea raportului austenită-ferită.Unele clase comune sunt 304, 316 și 347. Oferă o bună rezistență la coroziune;utilizat în principal în industria alimentară, chimică, farmaceutică și criogenică.Controlul formării feritei asigură o rezistență excelentă la temperaturi scăzute.
Feritic SS este un grad din seria 400 care este complet magnetic, conține 11,5% până la 30% crom și are o structură cristalină predominant feritică.Pentru a promova formarea feritei, stabilizatorii includ crom, siliciu, molibden și niobiu în timpul producției de oțel.Aceste tipuri de SS sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de evacuare a autovehiculelor și sistemele de propulsie și au aplicații limitate la temperaturi ridicate.Mai multe tipuri utilizate în mod obișnuit: 405, 409, 430 și 446.
Calitățile martensitice, denumite și seria 400, cum ar fi 403, 410 și 440, sunt magnetice, conțin 11,5% până la 18% crom și au o structură de cristal martensitic.Această combinație are cel mai scăzut conținut de aur, ceea ce le face cel mai puțin costisitoare de produs.Acestea oferă o oarecare rezistență la coroziune, o rezistență superioară și sunt utilizate în mod obișnuit în articole de masă, echipamente dentare și chirurgicale, vase de gătit și unele tipuri de unelte.
Când sudați oțel inoxidabil, tipul de substrat și aplicarea acestuia în funcționare vor determina metalul de umplutură adecvat care trebuie utilizat.Dacă utilizați un proces de gaz de protecție, poate fi necesar să acordați o atenție deosebită amestecurilor de gaze de protecție pentru a preveni anumite probleme asociate cu sudarea.
Pentru a lipi 304 la sine, veți avea nevoie de un electrod E308/308L.„L” reprezintă un conținut scăzut de carbon, ceea ce ajută la prevenirea coroziunii intergranulare.Conținutul de carbon al acestor electrozi este mai mic de 0,03%, dacă această valoare este depășită, crește riscul depunerii de carbon la granițele granulelor și lipirea cromului pentru a forma carburi de crom, ceea ce reduce efectiv rezistența la coroziune a oțelului.Acest lucru devine evident dacă coroziunea are loc în zona afectată de căldură (HAZ) a sudurilor din oțel inoxidabil.O altă considerație pentru oțelul inoxidabil de clasa L este că au o rezistență la tracțiune mai mică la temperaturi de funcționare ridicate decât clasele de oțel inoxidabil drept.
Deoarece 304 este un tip de oțel inoxidabil austenitic, metalul de sudură corespunzător va conține cea mai mare parte din austenită.Cu toate acestea, electrodul în sine va conține un stabilizator de ferită, cum ar fi molibdenul, pentru a promova formarea de ferită în metalul de sudură.Producătorii listează de obicei un interval tipic pentru cantitatea de ferită pentru un metal de sudură.După cum sa menționat anterior, carbonul este un puternic stabilizator austenitic și din aceste motive este esențial să se prevină adăugarea lui la metalul de sudură.
Numerele de ferită sunt derivate din diagrama Scheffler și diagrama WRC-1992, care utilizează formule echivalente de nichel și crom pentru a calcula valoarea care, atunci când este reprezentată pe diagramă, dă un număr normalizat.Un număr de ferită între 0 și 7 corespunde procentului de volum al structurii cristaline feritice prezente în metalul de sudură, cu toate acestea, la procente mai mari, numărul de ferită crește mai rapid.Amintiți-vă că ferita din SS nu este aceeași cu ferita din oțel carbon, ci o fază numită ferită delta.Oțelul inoxidabil austenitic nu suferă transformări de fază asociate cu procese de temperatură ridicată, cum ar fi tratamentul termic.
Formarea feritei este de dorit deoarece este mai ductilă decât austenita, dar trebuie controlată.Conținutul scăzut de ferită poate oferi sudurilor cu rezistență excelentă la coroziune în unele aplicații, dar sunt extrem de predispuse la fisurare la cald în timpul sudării.Pentru uz general, numărul de ferite ar trebui să fie între 5 și 10, dar unele aplicații pot necesita valori mai mici sau mai mari.Feritele pot fi verificate cu ușurință la locul de muncă cu un indicator de ferită.
Deoarece ați menționat că aveți probleme cu crăparea și cu feritele scăzute, ar trebui să vă uitați atent la metalul de umplutură și să vă asigurați că produce suficiente ferite – aproximativ 8 ar trebui să facă treaba.De asemenea, dacă utilizați sudarea cu arc cu miez de flux (FCAW), aceste metale de umplutură folosesc de obicei un gaz de protecție de 100% dioxid de carbon sau un amestec de 75% argon și 25% CO2, care poate determina absorbția de carbon a metalului sudat.Puteți trece la procesul de sudare cu arc de metal (GMAW) și puteți utiliza un amestec de 98% argon/2% oxigen pentru a reduce posibilitatea depunerilor de carbon.
Când sudați oțel inoxidabil pe oțel carbon, trebuie utilizat material de umplutură E309L.Acest metal de umplutură este utilizat în mod special pentru sudarea metalelor diferite, formând o anumită cantitate de ferită după ce oțelul carbon este dizolvat în sudură.Deoarece oțelul carbon absoarbe o parte din carbon, la metalul de umplutură se adaugă stabilizatori de ferită pentru a contracara tendința carbonului de a forma austenită.Acest lucru va ajuta la prevenirea fisurilor termice în timpul sudării.
În concluzie, dacă doriți să reparați fisurile fierbinți în sudurile din oțel inoxidabil austenitic, verificați dacă există suficient metal de umplutură cu ferită și urmați o bună practică de sudare.Mențineți aportul de căldură sub 50 kJ/in, mențineți temperaturi între treceri moderate până la scăzute și asigurați-vă că îmbinările de lipit sunt curate înainte de lipire.Utilizați un calibre adecvat pentru a verifica cantitatea de ferită de pe sudură, urmărind 5-10.
WELDER, numit anterior Practical Welding Today, reprezintă oamenii adevărați care fabrică produsele pe care le folosim și cu care lucrăm în fiecare zi.Această revistă deservește comunitatea de sudare din America de Nord de peste 20 de ani.
Acum, cu acces complet la ediția digitală The FABRICATOR, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Obțineți acces digital complet la Jurnalul STAMPING, care oferă cea mai recentă tehnologie, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces digital complet la The Fabricator en Español, aveți acces ușor la resurse valoroase din industrie.