V: Pred kratkim smo začeli opravljati dela, ki zahtevajo, da so nekatere komponente izdelane predvsem iz nerjavečega jekla razreda 304, ki je zvarjeno nase in na mehko jeklo. Imeli smo nekaj težav s pokanjem na zvarih nerjavnega jekla na nerjavno jeklo debeline do 1,25 palca. Omenjeno je bilo, da imamo nizko število feritov. Ali lahko pojasnite, kaj je to in kako to odpraviti?
O: To je dobro vprašanje. Da, lahko vam pomagamo razumeti, kaj pomeni nizko število feritov in kako to preprečiti.
Najprej si oglejmo definicijo nerjavnega jekla (SS) in kako je ferit povezan z zvarnimi spoji. Črno jeklo in zlitine vsebujejo več kot 50 % železa. To vključuje vsa ogljikova in nerjavna jekla ter druge opredeljene skupine. Aluminij, baker in titan ne vsebujejo železa, zato so odlični primeri neželeznih zlitin.
Glavne sestavine te zlitine so ogljikovo jeklo z najmanj 90 % železa in SS z 70 do 80 % železa. Da bi bilo razvrščeno kot SS, mora imeti dodanega vsaj 11,5 % kroma. Ravni kroma nad tem minimalnim pragom spodbujajo nastajanje filmov kromovega oksida na jeklenih površinah in preprečujejo tvorbo oksidacije, kot je rja (železov oksid) ali korozija, ki jo povzroči kemični napad.
SS je v glavnem razdeljen v tri skupine: avstenit, ferit in martenzit. Njihovo ime izvira iz kristalne strukture pri sobni temperaturi, ki jih sestavlja. Druga pogosta skupina je dupleks SS, ki je ravnotežje med feritom in avstenitom v kristalni strukturi.
Avstenitni razredi, serija 300, vsebujejo 16 % do 30 % kroma in 8 % do 40 % niklja, ki tvorijo pretežno avstenitno kristalno strukturo. Za spodbujanje tvorbe razmerja avstenit-ferit se med postopkom izdelave jekla dodajo stabilizatorji, kot so nikelj, ogljik, mangan in dušik. Nekateri običajni razredi so 304, 316 in 347. Ponuja dobro kor. odpornost proti roziji;uporablja se predvsem v prehrambeni, kemični, farmacevtski in kriogenski industriji. Nadzor tvorbe ferita zagotavlja odlično nizkotemperaturno žilavost.
Feritni SS je razred serije 400, ki je popolnoma magneten, vsebuje 11,5 % do 30 % kroma in ima feritno prevladujočo kristalno strukturo. Za spodbujanje tvorbe ferita stabilizatorji vključujejo krom, silicij, molibden in niobij med proizvodnjo jekla. Te vrste SS se pogosto uporabljajo v avtomobilskih izpušnih sistemih in elektrarnah in imajo omejeno uporabo pri visokih temperaturah. Nekaj ​​pogosto uporabljenih vrst je 405, 409, 430 in 446.
Martenzitne stopnje, ki jih identificira tudi serija 400, kot so 403, 410 in 440, so magnetne, vsebujejo 11,5 % do 18 % kroma in imajo martenzit kot kristalno strukturo. Ta kombinacija ima najnižjo vsebnost zlata, zaradi česar so najcenejše za proizvodnjo. Zagotavljajo določeno odpornost proti koroziji;odlična moč;in se običajno uporabljajo v namizni posodi, zobni in kirurški opremi, kuhinjski posodi in nekaterih vrstah orodij.
Ko varite SS, bosta vrsta substrata in njegova uporaba med uporabo določila ustrezno polnilno kovino, ki jo boste uporabili. Če uporabljate postopek zaščitnega plina, boste morda morali posebno pozornost nameniti mešanicam zaščitnega plina, da preprečite nekatere težave, povezane z varjenjem.
Za spajkanje 304 nase boste potrebovali elektrodo E308/308L. »L« pomeni nizko vsebnost ogljika, kar pomaga preprečevati interkristalno korozijo. Te elektrode imajo vsebnost ogljika pod 0,03 %;vse, kar je nad tem, poveča tveganje, da se ogljik usede na meje zrn in združi s kromom, da nastanejo kromovi karbidi, kar učinkovito zmanjša korozijsko odpornost jekla. To postane očitno, če pride do korozije v toplotno prizadetem območju (HAZ) zvarjenih spojev iz nerjavečega jekla. Drug razlog za nerjaveče jeklo razreda L je, da imajo nižjo natezno trdnost pri povišanih delovnih temperaturah kot neposredni razredi nerjavečega jekla.
Ker je 304 avstenitna vrsta nerjavečega jekla, bo ustrezna zvarna kovina vsebovala večino avstenita. Vendar pa bo elektroda sama vsebovala feritni stabilizator, kot je molibden, za spodbujanje tvorbe ferita v zvaru. Proizvajalci običajno navedejo tipičen razpon količin ferita za zvar. Kot smo že omenili, je ogljik močan avstenitni stabilizator in zaradi teh razlogov je ključnega pomena, da se prepreči ki se doda kovini zvara.
Feritna števila izhajajo iz Schaefflerjevega diagrama in diagrama WRC-1992, ki za izračun vrednosti uporabljata formule za ekvivalent niklja in kroma, ki, ko se narišejo na diagram, dajo normalizirano število. Feritno število med 0 in 7 ustreza volumskemu odstotku feritne kristalne strukture, prisotne v zvaru;vendar pri višjih odstotkih feritno število narašča hitreje. Ne pozabite, da ferit v SS ni enak feritu iz ogljikovega jekla, temveč faza, imenovana delta ferit. Avstenitni SS nima faznih transformacij, povezanih z visokotemperaturnimi procesi, kot je toplotna obdelava.
Oblikovanje ferita je zaželeno, ker je bolj duktilen kot avstenit, vendar ga je treba nadzorovati. Število ferita lahko v nekaterih aplikacijah proizvajajo zvare z odlično korozijsko odpornostjo, vendar so med varjenjem izredno nagnjene k vročemu razpoku. Za splošne pogoje uporabe je mogoče, da se lahko na delovnem mestu uporabijo med 5 in 10.
Ker ste omenili, da imate težave s pokanjem in nizkim številom feritov, morate pozorno pogledati svojo dodajno kovino in se prepričati, da proizvaja dovolj ferita – približno 8 bi moralo pomagati. Poleg tega, če uporabljate obločno varjenje s polnjenjem (FCAW), te dodajne kovine običajno uporabljajo 100-odstotni zaščitni plin ogljikovega dioksida ali mešanico 75-odstotnega argona in 25-odstotnega CO2, kar lahko povzroči privzem ogljika v zvaru kovino. Morda boste želeli preklopiti na postopek plinskega obločnega varjenja (GMAW) in uporabiti mešanico 98 % argona/2 % kisika, da zmanjšate možnost pobiranja ogljika.
Za varjenje SS na ogljikovo jeklo morate uporabiti dodajni material E309L. Ta dodajna kovina se uporablja posebej za varjenje različnih kovin in tvori določeno količino ferita, potem ko je ogljikovo jeklo razredčeno v zvaru. Ker bo ogljikovo jeklo absorbiralo nekaj ogljika, so dodani kovini dodani feritni stabilizatorji, da preprečijo nagnjenost ogljika k tvorbi avstenita. To bo pomagalo preprečiti termične razpoke pri varjenju.
Če povzamemo, če želite odstraniti vroče razpoke na varjenih spojih iz avstenitnega nerjavečega jekla, preverite ustrezno feritno polnilo in upoštevajte dobre varilne prakse. Ohranjajte dovod toplote pod 50 kJ/palec, vzdržujte zmerne do nizke temperature med prehodi in zagotovite, da so spajkalni spoji pred spajkanjem brez kakršne koli kontaminacije. Z ustreznim merilnikom preverite količino ferita na varjenem spoju, pri čemer si prizadevajte za 5 do 1 0.
WELDER, prej Practical Welding Today, prikazuje resnične ljudi, ki izdelujejo izdelke, ki jih uporabljamo in s katerimi delamo vsak dan. Ta revija služi varilni skupnosti v Severni Ameriki že več kot 20 let.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Uživajte v polnem dostopu do digitalne izdaje revije STAMPING Journal, ki ponuja najnovejše tehnološke dosežke, najboljše prakse in novice v panogi za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje The Fabricator en Español, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.