F: Vi har nyligen börjat göra en del arbete som kräver att vissa komponenter huvudsakligen är gjorda av rostfritt stål av grad 304, som är svetsat till sig självt och till mjukt stål. Vi har upplevt några sprickproblem på svetsar av rostfritt stål till rostfritt stål upp till 1,25 tum tjocka. Det nämndes att vi har låga ferrittal. Kan du förklara vad det är?
S: Det här är en bra fråga. Ja, vi kan hjälpa dig att förstå vad låga ferritvärden betyder och hur man kan förhindra det.
Låt oss först se över definitionen av rostfritt stål (SS) och hur ferrit relaterar till svetsfogar.Svart stål och legeringar innehåller mer än 50 % järn. Detta inkluderar allt kol och rostfritt stål och andra definierade grupper.Aluminium, koppar och titan innehåller inte järn, så de är utmärkta exempel på icke-järnlegeringar.
Huvudkomponenterna i denna legering är kolstål med minst 90 % järn och SS med 70 till 80 % järn. För att klassificeras som SS måste den ha tillsatt minst 11,5 % krom. Kromnivåer över denna minimigräns främjar bildningen av kromoxidfilmer på stålytor och förhindrar oxidationsangrepp orsakad av kemisk rostoxid (t.ex. rostoxid).
SS delas huvudsakligen in i tre grupper: austenit, ferrit och martensit. Deras namn kommer från den rumstempererade kristallstrukturen som utgör dem. En annan vanlig grupp är duplex SS, som är en balans mellan ferrit och austenit i kristallstrukturen.
Austenitiska kvaliteter, 300-serien, innehåller 16 % till 30 % krom och 8 % till 40 % nickel, vilket bildar en övervägande austenitisk kristallstruktur. För att främja bildningen av austenit-ferrit-förhållandet tillsätts stabilisatorer som nickel, kol, mangan och kväve under processen för tillverkning av vanliga stålsorter, 6 och 4 av stål, 6 och 4. korrosionsbeständighet;används främst i livsmedel, kemisk service, farmaceutiska och kryogena applikationer. Kontroll av ferritbildning ger utmärkt seghet vid låg temperatur.
Ferritic SS är en 400-seriekvalitet som är helt magnetisk, innehåller 11,5 % till 30 % krom och har en ferritisk dominerande kristallstruktur. För att främja bildningen av ferrit inkluderar stabilisatorer krom, kisel, molybden och niob under stålproduktion. Dessa typer av avgassystem och SS är vanliga avgaser och SS-typer med begränsade temperaturer. De vanligaste typerna är 405, 409, 430 och 446.
Martensitiska kvaliteter, som också identifieras av 400-serien såsom 403, 410 och 440, är ​​magnetiska, innehåller 11,5 % till 18 % krom och har martensit som kristallstruktur. Denna kombination har den lägsta guldhalten, vilket gör dem till de billigaste att producera. De ger viss korrosionsbeständighet;utmärkt styrka;och används ofta i porslin, tand- och kirurgisk utrustning, kokkärl och vissa typer av verktyg.
När du svetsar SS kommer typen av substrat och dess användning att avgöra vilken tillsatsmetall som ska användas. Om du använder en gasskyddsprocess kan du behöva ägna särskild uppmärksamhet åt skyddsgasblandningar för att förhindra vissa svetsrelaterade problem.
För att löda 304:an till sig själv behöver du en E308/308L-elektrod. "L" står för low carbon, vilket hjälper till att förhindra intergranulär korrosion. Dessa elektroder har en kolhalt under 0,03 %;allt utöver detta ökar risken för att kol fälls ut till korngränserna och kombineras med krom för att bilda kromkarbider, vilket effektivt minskar stålets korrosionsbeständighet. Detta blir uppenbart om korrosion uppstår i den värmepåverkade zonen (HAZ) av SS-svetsade fogar. En annan hänsyn till hållfastheten i L-graden SS är att de har lägre hållfasthet vid SS-hållfasthet.
Eftersom 304 är en austenitisk typ av SS kommer motsvarande svetsmetall att innehålla det mesta av austeniten. Däremot kommer själva elektroden att innehålla en ferritstabilisator, såsom molybden, för att främja bildningen av ferrit i svetsmetallen. Tillverkare brukar lista ett typiskt intervall av ferritmängder för svetsmetallen, eftersom det tidigare nämnts är starkt kol för att förhindra att det är en stark orsak. från att läggas till svetsmetallen.
Ferrittal härleds från Schaeffler-diagrammet och WRC-1992-diagrammet, som använder nickel- och kromekvivalenta formler för att beräkna värdet, som när det plottas på diagrammet ger ett normaliserat tal. Ferrittalet mellan 0 och 7 motsvarar volymprocenten av ferritkristallstrukturen som finns i svetsmetallen;Men vid högre procentsatser ökar ferrittalet i snabbare takt. Kom ihåg att ferrit i SS inte är detsamma som kolstålsferrit, utan en fas som kallas deltaferrit. Austenitisk SS har inga fasomvandlingar förknippade med högtemperaturprocesser såsom värmebehandling.
Bildandet av ferrit är önskvärt eftersom det är mer formbart än austenit, men måste kontrolleras. Lågt ferritantal kan ge svetsar med utmärkt korrosionsbeständighet i vissa applikationer, men är extremt benägna att hetsprickor under svetsning. För allmänna användningsförhållanden bör ferritantalet vara mellan 5 och 10, men för vissa applikationer kan det lätt krävas högre eller högre värden. e-indikator.
Eftersom du nämnde att du har problem med sprickbildning och ett lågt ferritantal, måste du ta en närmare titt på din tillsatsmetall och se till att den producerar tillräckligt med ferritantal – cirka 8 borde hjälpa. Om du använder flusskärna bågsvetsning (FCAW) använder dessa tillsatsmetaller vanligtvis en 100 % koldioxid-skyddsgas, vilket kan orsaka blandning av koldioxid eller 5 % koldioxid, 5 % koldioxid eller 5 % koldioxid. d metall. Du kanske vill byta till en gasmetallbågsvetsningsprocess (GMAW) och använda en blandning av 98 % argon/2 % syre för att minska risken för kolupptagning.
För att svetsa SS till kolstål måste du använda E309L tillsatsmaterial. Denna tillsatsmetall används speciellt för att svetsa olika metaller och bildar en viss mängd ferrit efter att kolstålet spätts ut i svetsen. Eftersom kolstål kommer att absorbera en del kol tillsätts ferritstabilisatorer till tillsatsmetallen för att motverka tendensen till att svetsning av kol bildas.
Sammanfattningsvis, om du vill eliminera heta sprickor på austenitiska SS-svetsade fogar, verifiera adekvat ferrittillsatsmetall och följ goda svetsrutiner. Håll värmetillförseln under 50 kJ/tum, bibehåll måttliga till låga interpass-temperaturer, och se till att lödfogarna är fria från föroreningar före lödning. Använd en lämplig mängd svets för att verifiera 0 fog för att verifiera 1 fog.
WELDER, tidigare Practical Welding Today, visar upp de verkliga människorna som tillverkar produkterna vi använder och arbetar med varje dag. Den här tidningen har tjänat svetsgemenskapen i Nordamerika i över 20 år.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu fullt tillgänglig, vilket ger enkel tillgång till värdefulla industriresurser.
Njut av full tillgång till den digitala utgåvan av STAMPING Journal, som ger de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter för metallstämpelmarknaden.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The Fabricator en Español, enkel tillgång till värdefulla industriresurser.