V: Pred kratkim smo začeli opravljati dela, ki zahtevajo, da so nekatere komponente izdelane predvsem iz nerjavečega jekla 304, ki je privarjeno nase in na mehko jeklo.Imeli smo nekaj težav s pokanjem zvarov med nerjavnim jeklom in nerjavnim jeklom do debeline 1,25″.Omenjeno je bilo, da imamo nizko raven ferita.Ali lahko pojasnite, kaj je to in kako to popraviti?
O: To je dobro vprašanje.Da, lahko vam pomagamo razumeti, kaj pomeni nizka vrednost ferita in kako to preprečiti.
Najprej si poglejmo definicijo nerjavečega jekla (SS) in kako se ferit nanaša na varjene spoje.Črno jeklo in zlitine vsebujejo več kot 50 % železa.To vključuje vsa ogljikova in nerjavna jekla ter nekatere druge skupine.Aluminij, baker in titan ne vsebujejo železa, zato so odlični primeri neželeznih zlitin.
Glavni sestavni deli te zlitine so ogljikovo jeklo z vsebnostjo železa najmanj 90 % in nerjavno jeklo z vsebnostjo železa od 70 do 80 %.Da bi bil razvrščen kot SS, mora imeti dodanega vsaj 11,5 % kroma.Raven kroma nad tem najnižjim pragom spodbuja nastanek filma kromovega oksida na jeklenih površinah in preprečuje nastanek oksidacije, kot je rja (železov oksid) ali kemična korozija.
Nerjavno jeklo v glavnem delimo v tri skupine: avstenitno, feritno in martenzitno.Njihovo ime izhaja iz kristalne strukture pri sobni temperaturi, iz katere so sestavljeni.Druga pogosta skupina je dupleks nerjavno jeklo, ki je ravnotežje med feritom in avstenitom v kristalni strukturi.
Avstenitne stopnje, serija 300, vsebujejo 16 % do 30 % kroma in 8 % do 40 % niklja, kar tvori pretežno avstenitno kristalno strukturo.Stabilizatorji, kot so nikelj, ogljik, mangan in dušik, se dodajo med postopkom izdelave jekla, da pomagajo oblikovati razmerje avstenit-ferit.Nekateri običajni razredi so 304, 316 in 347. Zagotavlja dobro odpornost proti koroziji;večinoma se uporablja v prehrambeni, kemični, farmacevtski in kriogenski industriji.Nadzor tvorbe ferita zagotavlja odlično žilavost pri nizkih temperaturah.
Feritni SS je kakovost serije 400, ki je popolnoma magneten, vsebuje 11,5 % do 30 % kroma in ima pretežno feritno kristalno strukturo.Za spodbujanje tvorbe ferita med proizvodnjo jekla stabilizatorji vključujejo krom, silicij, molibden in niobij.Te vrste SS se pogosto uporabljajo v avtomobilskih izpušnih sistemih in pogonskih sklopih in imajo omejeno uporabo pri visokih temperaturah.Več pogosto uporabljenih tipov: 405, 409, 430 in 446.
Martenzitne stopnje, imenovane tudi serije 400, kot so 403, 410 in 440, so magnetne, vsebujejo 11,5 % do 18 % kroma in imajo martenzitno kristalno strukturo.Ta kombinacija ima najnižjo vsebnost zlata, zaradi česar je njihova proizvodnja najcenejša.Zagotavljajo določeno odpornost proti koroziji, vrhunsko trdnost in se običajno uporabljajo v namiznem priboru, zobozdravstveni in kirurški opremi, kuhinjski posodi in nekaterih vrstah orodij.
Ko varite nerjavno jeklo, bosta vrsta substrata in njegova uporaba med uporabo določila ustrezno dodano kovino, ki jo boste uporabili.Če uporabljate postopek z zaščitnim plinom, 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.Vsebnost ogljika v teh elektrodah je manjša od 0,03 %, če je ta vrednost presežena, se poveča tveganje za odlaganje ogljika na mejah zrn in vezavo kroma v kromov karbid, kar učinkovito zmanjša korozijsko odpornost jekla.To postane očitno, če pride do korozije v toplotno prizadetem območju (HAZ) zvarov iz nerjavnega jekla.Drug premislek za nerjavno jeklo razreda L je, da ima nižjo natezno trdnost pri povišanih delovnih temperaturah kot ravni razredi nerjavnega jekla.
Ker je 304 avstenitna vrsta nerjavečega jekla, bo ustrezna zvarna kovina vsebovala večino avstenita.Vendar bo sama elektroda vsebovala feritni stabilizator, kot je molibden, za spodbujanje tvorbe ferita v zvaru.Proizvajalci običajno navedejo tipično območje za količino ferita za zvar.Kot je bilo že omenjeno, je ogljik močan avstenitni stabilizator in zaradi teh razlogov je bistveno preprečiti njegovo dodajanje kovini zvara.
Feritna števila izhajajo iz Schefflerjevega grafikona in grafikona WRC-1992, ki uporabljata formule za ekvivalent niklja in kroma za izračun vrednosti, ki, ko je narisana na grafikonu, daje normalizirano število.Feritno število med 0 in 7 ustreza volumskemu odstotku feritne kristalne strukture, ki je prisotna v zvaru, vendar pri višjih odstotkih feritno število narašča hitreje.Ne pozabite, da ferit v SS ni isto kot ferit iz ogljikovega jekla, ampak faza, imenovana delta ferit.Avstenitno nerjavno jeklo ni podvrženo faznim transformacijam, povezanim z visokotemperaturnimi procesi, kot je toplotna obdelava.
Tvorba ferita je zaželena, ker je bolj duktilen kot avstenit, vendar ga je treba nadzorovati.Nizka vsebnost ferita lahko zagotovi odlično korozijsko odpornost zvarov v nekaterih aplikacijah, vendar so zelo nagnjeni k vročim razpokam med varjenjem.Za splošno uporabo mora biti število feritov med 5 in 10, vendar lahko nekatere aplikacije zahtevajo nižje ali višje vrednosti.Ferite lahko enostavno preverite na delovnem mestu s feritnim indikatorjem.
Ker ste omenili, da imate težave s pokanjem in nizko vsebnostjo feritov, bi morali pozorno pogledati svojo dodano kovino in se prepričati, da proizvaja dovolj feritov – približno 8 bi moralo pomagati.Poleg tega, če uporabljate obločno varjenje s polnjenjem (FCAW), te dodajne kovine običajno uporabljajo zaščitni plin 100 % ogljikovega dioksida ali mešanico 75 % argona in 25 % CO2, kar lahko povzroči, da zvar absorbira ogljik.Lahko preklopite na postopek varjenja s kovinskim oblokom (GMAW) in uporabite mešanico 98 % argona/2 % kisika, da zmanjšate možnost nastanka ogljikovih usedlin.
Pri varjenju nerjavnega jekla na ogljikovo jeklo je treba uporabiti dodajni material E309L.Ta dodajna kovina se uporablja posebej za varjenje različnih kovin, pri čemer tvori določeno količino ferita, potem ko se ogljikovo jeklo raztopi v zvaru.Ker ogljikovo jeklo absorbira nekaj ogljika, so feritni stabilizatorji dodani polnilni kovini, da preprečijo nagnjenost ogljika k tvorbi avstenita.To bo pomagalo preprečiti toplotne razpoke med varjenjem.
Za zaključek, če želite popraviti vroče razpoke v zvarih avstenitnega nerjavnega jekla, preverite, ali je dovolj feritnega polnila in upoštevajte dobro varilno prakso.Vzdržujte dovod toplote pod 50 kJ/in, vzdržujte zmerne do nizke temperature med prehodi in zagotovite, da so spajkalni spoji čisti pred spajkanjem.Z ustreznim merilnikom preverite količino ferita na zvaru, ciljajte na 5-10.
WELDER, prej imenovan Practical Welding Today, predstavlja resnične ljudi, ki izdelujejo izdelke, ki jih uporabljamo in s katerimi delamo vsak dan.Ta revija že več kot 20 let služi varilni skupnosti v Severni Ameriki.
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.
Zagotovite si popoln digitalni dostop do časopisa STAMPING Journal, ki vsebuje najnovejšo tehnologijo, najboljše prakse in novice v panogi za trg kovinskega žigosanja.
Zdaj s popolnim digitalnim dostopom do The Fabricator en Español imate preprost dostop do dragocenih industrijskih virov.