Q: Vi er for nylig begyndt at udføre noget arbejde, der kræver, at nogle komponenter primært er lavet af 304 rustfrit stål, som er svejset til sig selv og til blødt stål.Vi har oplevet nogle problemer med svejserevner mellem rustfrit stål og rustfrit stål op til 1,25" tykt.Det blev nævnt, at vi har lave ferritniveauer.Kan du forklare, hvad det er, og hvordan man løser det?
A: Det er et godt spørgsmål.Ja, vi kan hjælpe dig med at forstå, hvad lav ferrit betyder, og hvordan du kan forhindre det.
Lad os først se på definitionen af ​​rustfrit stål (SS) og hvordan ferrit relaterer sig til svejsede samlinger.Sort stål og legeringer indeholder over 50 % jern.Dette omfatter alt kulstof og rustfrit stål samt visse andre grupper.Aluminium, kobber og titanium indeholder ikke jern, så de er fremragende eksempler på ikke-jernholdige legeringer.
Hovedkomponenterne i denne legering er kulstofstål med et jernindhold på mindst 90% og rustfrit stål med et jernindhold på 70 til 80%.For at blive klassificeret som SS skal den være tilsat mindst 11,5 % chrom.Chromniveauer over denne minimumstærskel fremmer dannelsen af ​​en chromoxidfilm på ståloverflader og forhindrer dannelsen af ​​oxidation såsom rust (jernoxid) eller kemisk angrebskorrosion.
Rustfrit stål er hovedsageligt opdelt i tre grupper: austenitisk, ferritisk og martensitisk.Deres navn kommer fra krystalstrukturen ved stuetemperatur, som de er sammensat af.En anden almindelig gruppe er duplex rustfrit stål, som er en balance mellem ferrit og austenit i krystalstrukturen.
Austenitiske kvaliteter, 300-serien, indeholder 16% til 30% chrom og 8% til 40% nikkel, hvilket danner en overvejende austenitisk krystalstruktur.Stabilisatorer såsom nikkel, kulstof, mangan og nitrogen tilsættes under stålfremstillingsprocessen for at hjælpe med at danne austenit-ferrit-forholdet.Nogle almindelige kvaliteter er 304, 316 og 347. Giver god korrosionsbestandighed;hovedsageligt brugt i fødevare-, kemiske, farmaceutiske og kryogene industrier.Kontrol af ferritdannelse giver fremragende sejhed ved lave temperaturer.
Ferritic SS er en 400-serie kvalitet, der er fuldt magnetisk, indeholder 11,5 % til 30 % krom og har en overvejende ferritisk krystalstruktur.For at fremme dannelsen af ​​ferrit omfatter stabilisatorer krom, silicium, molybdæn og niob under stålproduktion.Disse typer SS er almindeligt anvendt i biludstødningssystemer og drivlinjer og har begrænsede højtemperaturapplikationer.Flere almindeligt anvendte typer: 405, 409, 430 og 446.
Martensitiske kvaliteter, også omtalt som 400-serien, såsom 403, 410 og 440, er magnetiske, indeholder 11,5% til 18% krom og har en martensitisk krystalstruktur.Denne kombination har det laveste guldindhold, hvilket gør dem til de billigste at producere.De giver en vis korrosionsbestandighed, overlegen styrke og bruges almindeligvis i service, tand- og kirurgisk udstyr, køkkengrej og nogle typer værktøj.
Når du svejser rustfrit stål, bestemmer typen af ​​underlag og dets anvendelse i brug, hvilket fyldmetal der skal bruges.Hvis du bruger en beskyttelsesgasproces, skal du muligvis være særlig opmærksom på beskyttelsesgasblandinger for at forhindre visse problemer forbundet med svejsning.
For at lodde 304'eren til sig selv skal du bruge en E308/308L elektrode."L" står for lavt kulstofindhold, som hjælper med at forhindre intergranulær korrosion.Kulstofindholdet i disse elektroder er mindre end 0,03 %, hvis denne værdi overskrides, øges risikoen for kulstofaflejring ved korngrænserne og krombinding til dannelse af kromkarbider, hvilket effektivt reducerer stålets korrosionsbestandighed.Dette bliver tydeligt, hvis der opstår korrosion i den varmepåvirkede zone (HAZ) af rustfri stålsvejsninger.En anden overvejelse for klasse L rustfrit stål er, at de har lavere trækstyrke ved forhøjede driftstemperaturer end lige rustfri stålkvaliteter.
Da 304 er en austenitisk type rustfrit stål, vil det tilsvarende svejsemetal indeholde det meste af austenitten.Imidlertid vil selve elektroden indeholde en ferritstabilisator, såsom molybdæn, for at fremme dannelsen af ​​ferrit i svejsemetallet.Producenter angiver normalt et typisk interval for mængden af ​​ferrit til et svejsemetal.Som tidligere nævnt er kulstof en stærk austenitisk stabilisator, og af disse grunde er det vigtigt at forhindre dets tilsætning til svejsemetallet.
Ferrittal er afledt af Scheffler-diagrammet og WRC-1992-diagrammet, som bruger nikkel- og kromækvivalente formler til at beregne den værdi, der, når den er plottet på kortet, giver et normaliseret tal.Et ferrittal mellem 0 og 7 svarer til volumenprocenten af ​​ferritisk krystalstruktur, der er til stede i svejsemetallet, men ved højere procenter stiger ferrittallet hurtigere.Husk at ferrit i SS ikke er det samme som kulstofstål ferrit, men en fase kaldet delta ferrit.Austenitisk rustfrit stål gennemgår ikke fasetransformationer forbundet med højtemperaturprocesser såsom varmebehandling.
Ferritdannelse er ønskelig, fordi den er mere duktil end austenit, men skal kontrolleres.Det lave ferritindhold kan give svejsninger med fremragende korrosionsbestandighed i nogle applikationer, men de er ekstremt tilbøjelige til at varme revner under svejsning.Til almindelig brug bør antallet af ferriter være mellem 5 og 10, men nogle applikationer kan kræve lavere eller højere værdier.Ferriter kan nemt kontrolleres på arbejdspladsen med en ferritindikator.
Da du nævnte, at du har problemer med revner og lavt ferritindhold, bør du se nærmere på dit fyldmetal og sikre dig, at det producerer nok ferriter – omkring 8 burde gøre tricket.Hvis du også bruger flux-coreed arc welding (FCAW), bruger disse fyldmetaller typisk en beskyttelsesgas på 100 % kuldioxid eller en blanding af 75 % argon og 25 % CO2, hvilket kan få svejsemetallet til at absorbere kulstof.Du kan skifte til metalbuesvejseprocessen (GMAW) og bruge en 98 % argon/2 % iltblanding for at reducere muligheden for kulstofaflejringer.
Ved svejsning af rustfrit stål til kulstofstål skal der anvendes tilsatsmateriale E309L.Dette fyldmetal er specielt brugt til uens metalsvejsning, der danner en vis mængde ferrit, efter at kulstofstål er opløst i svejsningen.Fordi kulstofstål absorberer noget kulstof, tilsættes ferritstabilisatorer til fyldmetallet for at modvirke kulstoffets tendens til at danne austenit.Dette vil hjælpe med at forhindre termisk revnedannelse under svejsning.
Afslutningsvis, hvis du ønsker at reparere varme revner i austenitiske svejsninger af rustfrit stål, skal du kontrollere, om der er tilstrækkeligt ferrittilsætningsmetal og følge god svejsepraksis.Hold varmetilførslen under 50 kJ/in, oprethold moderate til lave inter-pass temperaturer, og sørg for at loddesamlinger er rene før lodning.Brug en passende måler til at kontrollere mængden af ​​ferrit på svejsningen, sigt efter 5-10.
WELDER, tidligere kaldet Praktisk svejsning i dag, repræsenterer de rigtige mennesker, der laver de produkter, vi bruger og arbejder med hver dag.Dette magasin har tjent svejsesamfundet i Nordamerika i over 20 år.
Nu med fuld adgang til FABRICATOR digitale udgave, nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Få fuld digital adgang til STAMPING Journal, der byder på den nyeste teknologi, bedste praksis og industrinyheder til metalstemplingsmarkedet.
Nu med fuld digital adgang til The Fabricator en Español, har du nem adgang til værdifulde industriressourcer.