S: Son zamanlarda, bazı bileşenlerin öncelikle kendi kendine ve yumuşak çeliğe kaynaklanmış olan 304 kalite paslanmaz çelikten yapılmasını gerektiren bazı çalışmalar yapmaya başladık. Paslanmaz çelikten paslanmaz çeliğe yapılan 1,25 inçe kadar kaynaklarda bazı çatlama sorunları yaşadık. Düşük ferrit sayımız olduğu belirtildi. Bunun ne olduğunu ve nasıl düzeltilebileceğini açıklayabilir misiniz?
A: Bu iyi bir soru. Evet, düşük ferrit sayısının ne anlama geldiğini ve bunu nasıl önleyeceğinizi anlamanıza yardımcı olabiliriz.
Öncelikle paslanmaz çelik (SS) tanımını ve ferritin kaynaklı bağlantılarla ilişkisini gözden geçirelim. Siyah çelik ve alaşımları %50'den fazla demir içerir. Buna tüm karbon ve paslanmaz çelikler ve diğer tanımlanmış gruplar dahildir. Alüminyum, bakır ve titanyum demir içermez, bu nedenle demir dışı alaşımların mükemmel örnekleridir.
Bu alaşımın ana bileşenleri en az %90 demir içeren karbon çeliği ve %70-80 demir içeren SS'dir. SS olarak sınıflandırılabilmesi için en az %11,5 krom eklenmiş olması gerekir. Bu minimum eşiğin üzerindeki krom seviyeleri çelik yüzeylerde krom oksit filmlerinin oluşumunu teşvik eder ve kimyasal saldırı sonucu oluşan pas (demir oksit) veya korozyon gibi oksidasyon oluşumlarını önler.
SS esas olarak üç gruba ayrılır: ostenit, ferrit ve martensit. Adları, onları oluşturan oda sıcaklığındaki kristal yapıdan gelir. Bir diğer yaygın grup ise kristal yapıda ferrit ve ostenit arasında bir denge olan dupleks SS'dir.
300 serisi ostenitik sınıflar, %16 ila %30 krom ve %8 ila %40 nikel içerir ve ağırlıklı olarak ostenitik bir kristal yapı oluşturur. Ostenit-ferrit oranının oluşumunu desteklemek için çelik yapım süreci sırasında nikel, karbon, manganez ve azot gibi dengeleyiciler eklenir. Yaygın bazı sınıflar 304, 316 ve 347'dir. İyi korozyon direnci sunar; öncelikle gıda, kimyasal servis, ilaç ve kriyojenik uygulamalarda kullanılır. Ferrit oluşumunun kontrolü, düşük sıcaklıklarda mükemmel tokluk sağlar.
Ferritik SS, tamamen manyetik olan, %11,5 ila %30 krom içeren ve ferritik baskın kristal yapıya sahip 400 serisi bir sınıftır. Ferrit oluşumunu desteklemek için çelik üretimi sırasında stabilizatörler arasında krom, silikon, molibden ve niyobyum bulunur. Bu tip SS'ler genellikle otomotiv egzoz sistemlerinde ve enerji santrallerinde kullanılır ve sınırlı yüksek sıcaklık uygulamalarına sahiptir. Yaygın olarak kullanılan birkaç tip 405, 409, 430 ve 446'dır.
403, 410 ve 440 gibi 400 serisiyle de tanımlanan martensitik sınıflar manyetiktir, %11,5 ila %18 krom içerir ve kristal yapısı martensittir. Bu kombinasyon en düşük altın içeriğine sahiptir, bu da onları üretmenin en ucuz yolu yapar. Bir miktar korozyon direnci sağlarlar; mükemmel mukavemet; ve genellikle sofra takımlarında, dişçilik ve cerrahi ekipmanlarında, pişirme kaplarında ve belirli tipteki aletlerde kullanılırlar.
SS kaynak yaparken, alt tabakanın türü ve kullanımdaki uygulaması kullanılacak uygun dolgu metalini belirleyecektir. Bir gaz koruma işlemi kullanıyorsanız, kaynakla ilgili belirli sorunları önlemek için koruyucu gaz karışımlarına özel dikkat göstermeniz gerekebilir.
304'ü kendisine lehimlemek için bir E308/308L elektroduna ihtiyacınız olacak. "L" düşük karbon anlamına gelir ve taneler arası korozyonu önlemeye yardımcı olur. Bu elektrotların karbon içeriği %0,03'ün altındadır; bundan daha yüksek herhangi bir şey, karbonun tane sınırlarına çökelmesi ve kromla birleşerek krom karbürleri oluşturması riskini artırır ve çeliğin korozyon direncini etkili bir şekilde azaltır. Bu, SS kaynaklı bağlantıların ısıdan etkilenen bölgesinde (HAZ) korozyon meydana gelirse belirginleşir. L sınıfı SS için bir diğer husus, doğrudan SS sınıflarına göre yüksek servis sıcaklıklarında daha düşük çekme mukavemetine sahip olmalarıdır.
304, östenitik bir SS türü olduğundan, karşılık gelen kaynak metali östenitin çoğunu içerecektir. Ancak, elektrodun kendisi, kaynak metalinde ferrit oluşumunu desteklemek için molibden gibi bir ferrit dengeleyici içerecektir. Üreticiler genellikle kaynak metali için tipik bir ferrit miktarı aralığı listeler. Daha önce belirtildiği gibi, karbon güçlü bir östenitik dengeleyicidir ve bu nedenlerden dolayı kaynak metaline eklenmesinin önlenmesi kritik öneme sahiptir.
Ferrit sayıları, değeri hesaplamak için nikel ve krom eşdeğer formüllerini kullanan Schaeffler diyagramı ve WRC-1992 diyagramından türetilir ve diyagrama çizildiğinde normalleştirilmiş bir sayı üretir. 0 ile 7 arasındaki ferrit sayısı, kaynak metalinde bulunan ferrit kristal yapısının hacim yüzdesine karşılık gelir; ancak daha yüksek yüzdelerde ferrit sayısı daha hızlı bir oranda artar. SS'deki ferritin karbon çeliği ferritiyle aynı şey olmadığını, delta ferrit adı verilen bir faz olduğunu unutmayın. Austenitik SS'de ısıl işlem gibi yüksek sıcaklık işlemleriyle ilişkili faz dönüşümleri yoktur.
Ferrit oluşumu, ostenitten daha sünek olduğu için arzu edilir, ancak kontrol edilmelidir. Düşük ferrit sayıları, bazı uygulamalarda mükemmel korozyon direncine sahip kaynaklar üretebilir, ancak kaynak sırasında sıcak çatlamaya son derece eğilimlidir. Genel kullanım koşulları için ferrit sayısı 5 ile 10 arasında olmalıdır, ancak bazı uygulamalar için daha düşük veya daha yüksek değerler gerekebilir. Ferritler, bir ferrit göstergesi kullanılarak iş yerinde kolayca doğrulanabilir.
Çatlama sorunlarınız ve düşük ferrit sayınız olduğunu belirttiğinizden, dolgu metalinize yakından bakmanız ve yeterli ferrit sayısı ürettiğinden emin olmanız gerekir - yaklaşık 8 yardımcı olacaktır. Ayrıca, akı çekirdekli ark kaynağı (FCAW) kullanıyorsanız, bu dolgu metalleri genellikle %100 karbondioksit koruyucu gaz veya %75 argon/%25 CO2 karışımı kullanır ve bu da kaynak metalinde karbon alımına neden olabilir. Karbon alımını azaltmak için bir gaz metal ark kaynağı (GMAW) işlemine geçmek ve %98 argon/%2 oksijen karışımı kullanmak isteyebilirsiniz.
SS'yi karbon çeliğine kaynaklamak için E309L dolgu malzemesi kullanmalısınız. Bu dolgu metali, özellikle farklı metallerin kaynaklanmasında kullanılır ve karbon çeliği kaynakta seyreltildikten sonra belirli miktarda ferrit oluşturur. Karbon çeliğinde bir miktar karbon emildiğinden, karbonun ostenit oluşturma eğilimine karşı koymak için dolgu metaline ferrit stabilizatörler eklenir. Bu, kaynak uygulamalarında termal çatlamanın önlenmesine yardımcı olacaktır.
Özetle, eğer ostenitik paslanmaz çelik kaynaklı birleştirmelerdeki sıcak çatlakları ortadan kaldırmak istiyorsanız, yeterli ferrit dolgu metalini doğrulayın ve iyi kaynak uygulamalarını takip edin. Isı girişini 50 kJ/inç'in altında tutun, orta ila düşük geçiş sıcaklıklarını koruyun ve lehim birleştirmelerinin lehimlemeden önce herhangi bir kontaminasyondan arınmış olduğundan emin olun. Kaynak birleştirmesindeki ferrit miktarını doğrulamak için uygun bir gösterge kullanın ve 5 ila 10'u hedefleyin.
WELDER, eski adıyla Practical Welding Today, her gün kullandığımız ve çalıştığımız ürünleri üreten gerçek insanları sergiliyor. Bu dergi, 20 yılı aşkın süredir Kuzey Amerika'daki kaynak topluluğuna hizmet veriyor.
Artık The FABRICATOR'ın dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.
The Tube & Pipe Journal'ın dijital versiyonu artık tamamen erişilebilir durumda ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlıyor.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini sağlayan STAMPING Dergisi'nin dijital baskısına tam erişimin keyfini çıkarın.
Artık The Fabricator en Español'un dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.