S: Yakın zamanda, bazı bileşenlerin öncelikle kendi kendine ve yumuşak çeliğe kaynaklanmış 304 kalite paslanmaz çelikten yapılmasını gerektiren bazı işler yapmaya başladık. Paslanmaz çelik ile 1,25" kalınlığa kadar paslanmaz çelik kaynaklarında bazı çatlama sorunları yaşadık. Düşük ferrit sayımız olduğu söylendi. Bunun ne olduğunu ve nasıl düzeltileceğini açıklayabilir misiniz?
C: Bu iyi bir soru. Evet, düşük ferrit sayımlarının ne anlama geldiğini ve bunu nasıl önleyeceğinizi anlamanıza yardımcı olabiliriz.
Öncelikle, paslanmaz çeliğin (SS) tanımını ve ferritin kaynaklı bağlantılarla nasıl ilişkili olduğunu 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, dolayısıyla demir dışı alaşımların mükemmel örnekleridir.
Bu alaşımın ana bileşenleri en az %90 demir içeren karbon çeliği ve %70 ila 80 demir içeren SS'dir. SS olarak sınıflandırılabilmesi için en az %11,5 krom eklenmiş olmalıdır. Bu minimum eşiğin üzerindeki krom seviyeleri, çelik yüzeylerde krom oksit filmlerin oluşumunu teşvik eder ve pas (demir oksit) veya kimyasal saldırının neden olduğu korozyon gibi oksidasyon oluşumunu önler.
SS temel olarak üç gruba ayrılır: östenit, ferrit ve martensit. Adlarını onları oluşturan oda sıcaklığındaki kristal yapıdan alır. Diğer bir yaygın grup ise kristal yapıdaki ferrit ve östenit arasında bir denge olan dubleks SS'dir.
Östenitik kaliteler, 300 serisi, ağırlıklı olarak östenitik bir kristal yapı oluşturan %16 ila %30 krom ve %8 ila %40 nikel içerir. Östenit-ferrit oranının oluşumunu desteklemek için çelik üretim sürecinde nikel, karbon, manganez ve nitrojen gibi dengeleyiciler eklenir. Bazı yaygın kaliteler 304, 316 ve 347'dir. İyi korozyon direnci sunar;öncelikle gıda, kimya servisi, farmasötik ve kriyojenik uygulamalarda kullanılır. Ferrit oluşumunun kontrolü mükemmel düşük sıcaklık tokluğu sağlar.
Ferritik SS, tamamen manyetik olan, %11,5 ila %30 krom içeren ve ferritik ağırlıklı kristal yapıya sahip bir 400 serisi kalitedir. Ferrit oluşumunu teşvik etmek için, çelik üretimi sırasında stabilizatörler krom, silikon, molibden ve niyobyumu içerir. Bu SS tipleri otomotiv egzoz sistemlerinde ve enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılır ve sınırlı yüksek sıcaklık uygulamalarına sahiptir. Yaygın olarak kullanılan birkaç tip 405, 409, 430 ve 446.
403, 410 ve 440 gibi 400 serileri tarafından da tanımlanan martensitik kaliteler manyetiktir, %11,5 ila %18 krom içerir ve kristal yapı olarak martenzite sahiptir. Bu kombinasyon en düşük altın içeriğine sahiptir, bu da onları üretmesi en az maliyetli hale getirir. Bir miktar korozyon direnci sağlarlar;mükemmel güç;ve sofra takımlarında, dişçilik ve cerrahi ekipmanlarda, pişirme kaplarında ve belirli alet türlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
SS kaynağı yaptığınızda, alt tabakanın türü ve hizmet içi 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", taneler arası korozyonu önlemeye yardımcı olan düşük karbon anlamına gelir. Bu elektrotların karbon içeriği %0,03'ün altındadır;bunun üzerindeki herhangi bir şey, karbonun tane sınırlarına çökelme ve krom ile birleşerek krom karbürler oluşturma riskini artırır ve çeliğin korozyon direncini etkili bir şekilde azaltır. Bu, SS kaynaklı bağlantıların ısıdan etkilenen bölgesinde (HAZ) korozyon meydana gelirse ortaya çıkar. L sınıfı SS için bir başka husus, yüksek servis sıcaklıklarında doğrudan SS kalitelerine göre daha düşük çekme mukavemetine sahip olmalarıdır.
304, östenitik bir SS türü olduğundan, karşılık gelen kaynak metali, östenitin çoğunu içerecektir. Bununla birlikte, elektrotun kendisi, kaynak metalinde ferrit oluşumunu desteklemek için molibden gibi bir ferrit dengeleyici içerecektir. Üreticiler genellikle kaynak metali için tipik bir ferrit miktar aralığı listeler. Daha önce bahsedildiği gibi, karbon güçlü bir östenitik dengeleyicidir ve bu nedenlerle kaynak metaline eklenmesini önlemek çok önemlidir.
Ferrit sayıları, diyagram üzerinde çizildiğinde normalleştirilmiş bir sayı üreten değeri hesaplamak için nikel ve krom eşdeğeri formülleri kullanan Schaeffler diyagramı ve WRC-1992 diyagramından türetilmiştir. 0 ile 7 arasındaki ferrit sayısı, kaynak metalinde bulunan ferrit kristal yapısının hacim yüzdesine karşılık gelir;ancak, daha yüksek yüzdelerde ferrit sayısı daha hızlı artar. SS'deki ferritin karbon çeliği ferritiyle aynı olmadığını, delta ferrit adı verilen bir faz olduğunu unutmayın. Östenitik SS'de ısıl işlem gibi yüksek sıcaklık işlemleriyle ilişkili faz dönüşümleri yoktur.
Ferrit oluşumu, östenitten daha sünek olduğu için arzu edilir, ancak kontrol edilmesi gerekir. 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 işte kolayca doğrulanabilir.
Çatlama sorunlarınız olduğundan ve ferrit sayınızın düşük olduğundan bahsettiğinizden, dolgu metalinize yakından bakmanız ve yeterli ferrit sayısı ürettiğinden emin olmanız gerekir - yaklaşık 8 yardımcı olacaktır. Ayrıca, özlü ark kaynağı (FCAW) kullanıyorsanız, bu dolgu metalleri tipik olarak %100 karbon dioksit koruyucu gaz veya %75 argon/%25 CO2 karışımı kullanır, bu da kaynak metalinde karbon alımına neden olabilir. Gaz metal ark kaynağına (GMAW) geçmek isteyebilirsiniz. karbon tutma olasılığını azaltmak için %98 argon/%2 oksijen karışımını işleyin ve kullanın.
SS'yi karbon çeliğine kaynaklamak için E309L dolgu malzemesi kullanmalısınız. Bu dolgu metali, özellikle farklı metallerin kaynağı için kullanılır ve karbon çeliği kaynağa seyreltildikten sonra belirli bir miktarda ferrit oluşturur. Karbon çeliği bir miktar karbon emeceğinden, karbonun östenit oluşturma eğilimini ortadan kaldırmak için dolgu metaline ferrit stabilizatörleri eklenir. Bu, kaynak uygulamalarında termal çatlamayı önlemeye yardımcı olacaktır.
Özetle, östenitik SS kaynaklı bağlantılardaki sıcak çatlakları ortadan kaldırmak istiyorsanız, yeterli ferrit dolgu metali olduğunu doğrulayın ve iyi kaynak uygulamalarını izleyin. Isı girdisini 50 kJ/inç'in altında tutun, geçişler arası sıcaklıkları orta ila düşük arasında tutun ve lehimlemeden önce lehim bağlantılarının kirlenmediğinden emin olun. 5 ila 10'u hedefleyerek, kaynaklı bağlantıdaki ferrit miktarını doğrulamak için uygun bir gösterge kullanın.
WELDER, eski adıyla Practical Welding Today, her gün kullandığımız ve birlikte çalıştığımız ürünleri yapan gerçek insanları sergiliyor. Bu dergi, 20 yılı aşkın bir süredir Kuzey Amerika'daki kaynak topluluğuna hizmet ediyor.
Şimdi FABRICATOR'un dijital sürümüne tam erişimle, değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim.
The Tube & Pipe Journal'ın dijital baskısı artık tamamen erişilebilir durumdadır ve değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim sağlar.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve endüstri haberlerini sağlayan STAMPING Journal'ın dijital baskısına tam erişimin keyfini çıkarın.
Şimdi The Fabricator en Español'un dijital baskısına tam erişimle, değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim.