K: Nemrégiben elkezdtünk olyan munkákat, amelyekhez elsősorban 304-es rozsdamentes acélból kell készülniük, amelyet önmagához és lágyacélhoz hegesztenek. Problémákat tapasztaltunk a rozsdamentes acél és a rozsdamentes acél közötti hegesztési repedésekkel, egészen 1,25 hüvelyk vastagságig. Említették, hogy alacsony a ferritszintünk. El tudná magyarázni, hogy mi ez, és hogyan lehet megjavítani?
V: Jó kérdés. Igen, segíthetünk megérteni, mit jelent az alacsony ferritszint, és hogyan előzhető meg.
Először is nézzük meg a rozsdamentes acél (SS) definícióját és azt, hogy a ferrit hogyan viszonyul a hegesztett kötésekhez. A fekete acél és ötvözetei több mint 50% vasat tartalmaznak. Ez magában foglalja az összes szénacélt és rozsdamentes acélt, valamint bizonyos más csoportokat. Az alumínium, a réz és a titán nem tartalmaz vasat, így kiváló példái a nemvas ötvözeteknek.
Ennek az ötvözetnek a fő alkotóelemei a legalább 90%-os vastartalmú szénacél és a 70-80%-os vastartalmú rozsdamentes acél. Ahhoz, hogy rozsdamentes acélként (SS) osztályozzák, legalább 11,5% hozzáadott krómot kell tartalmaznia. Az ezen minimális küszöbérték feletti krómszint elősegíti a króm-oxid film kialakulását az acél felületén, és megakadályozza az oxidáció, például a rozsda (vas-oxid) vagy a kémiai korrózió kialakulását.
A rozsdamentes acélokat főként három csoportra osztják: ausztenites, ferrites és martenzites. Nevüket a szobahőmérsékleten fennálló kristályszerkezetükről kapták, amelyből felépítik őket. Egy másik gyakori csoport a duplex rozsdamentes acél, amely a ferrit és az ausztenites kristályszerkezet egyensúlyát képviseli.
Az ausztenites acélok, a 300-as sorozat, 16-30% krómot és 8-40% nikkelt tartalmaznak, túlnyomórészt ausztenites kristályszerkezetet alkotva. Az acélgyártási folyamat során stabilizátorokat, például nikkelt, szenet, mangánt és nitrogént adnak hozzá az ausztenit-ferrit arány kialakításához. Néhány gyakori minőség a 304, 316 és 347. Jó korrózióállóságot biztosít; főként az élelmiszeriparban, a vegyiparban, a gyógyszeriparban és a kriogén iparban használják. A ferritképződés szabályozása kiváló szívósságot biztosít alacsony hőmérsékleten.
A ferrites rozsdamentes acél egy 400-as sorozatú minőség, amely teljesen mágneses, 11,5–30% krómot tartalmaz, és túlnyomórészt ferrites kristályszerkezettel rendelkezik. A ferrit képződésének elősegítése érdekében az acélgyártás során stabilizátorokat használnak, például krómot, szilíciumot, molibdént és nióbiumot. Az ilyen típusú rozsdamentes acélokat általában autóipari kipufogórendszerekben és erőátviteli rendszerekben használják, és korlátozottan alkalmazhatók magas hőmérsékleten. Számos gyakran használt típus létezik: 405, 409, 430 és 446.
A martenzites minőségek, más néven 400-as sorozat, mint például a 403, 410 és 440, mágnesesek, 11,5% és 18% közötti krómtartalmúak, és martenzites kristályszerkezettel rendelkeznek. Ez a kombináció rendelkezik a legalacsonyabb aranytartalommal, így előállításuk a legolcsóbb. Bizonyos korrózióállósággal és kiváló szilárdsággal rendelkeznek, és általában asztali edényekben, fogászati ​​és sebészeti eszközökben, főzőedényekben és bizonyos típusú szerszámokban használják őket.
Rozsdamentes acél hegesztésekor az alapanyag típusa és annak alkalmazása határozza meg a megfelelő hozaganyagot. Ha védőgázas eljárást használ, bizonyos hegesztési problémák megelőzése érdekében különös figyelmet kell fordítani a védőgázkeverékekre.
A 304-es acél önmagához forrasztásához E308/308L elektródára lesz szükség. Az „L” az alacsony széntartalmú anyagot jelenti, ami segít megelőzni a szemcseközi korróziót. Ezeknek az elektródáknak a széntartalma kevesebb, mint 0,03%, és ha ezt az értéket túllépjük, megnő a szén lerakódásának és a króm króm-karbidokká történő kötődésének kockázata, ami hatékonyan csökkenti az acél korrózióállóságát. Ez akkor válik nyilvánvalóvá, ha korrózió történik a rozsdamentes acél hegesztési varratainak hőhatásövezetében (HAZ). Az L minőségű rozsdamentes acél esetében egy másik szempont, hogy magasabb üzemi hőmérsékleten alacsonyabb szakítószilárdsággal rendelkeznek, mint az egyenes rozsdamentes acélok.
Mivel a 304-es acél egy ausztenites típusú rozsdamentes acél, a megfelelő hegesztőanyag tartalmazza az ausztenit nagy részét. Maga az elektróda azonban tartalmaz egy ferritstabilizátort, például molibdént, hogy elősegítse a ferritképződést a hegesztőanyagban. A gyártók általában megadják a hegesztőanyag ferrittartalmának tipikus tartományát. Mint korábban említettük, a szén egy erős ausztenites stabilizátor, ezért elengedhetetlen, hogy megakadályozzuk a hegesztőanyaghoz való hozzáadását.
A ferritszámokat a Scheffler-diagramból és a WRC-1992-es diagramból származtatják, amelyek nikkel- és krómegyenérték-képleteket használnak annak az értéknek a kiszámításához, amelyet a diagramon ábrázolva normalizált számot kapunk. A 0 és 7 közötti ferritszám a hegesztési varratban jelen lévő ferrites kristályszerkezet térfogatszázalékának felel meg, azonban magasabb százalékoknál a ferritszám gyorsabban növekszik. Ne feledje, hogy a rozsdamentes acélban lévő ferrit nem ugyanaz, mint a szénacél ferrit, hanem egy delta-ferritnek nevezett fázis. Az ausztenites rozsdamentes acél nem megy keresztül a magas hőmérsékletű folyamatokkal, például a hőkezeléssel járó fázisátalakításokon.
A ferritképződés kívánatos, mivel képlékenyebb, mint az ausztenit, de ezt szabályozni kell. Az alacsony ferrittartalom bizonyos alkalmazásokban kiváló korrózióállóságot biztosíthat a hegesztési varratoknak, de hegesztés közben rendkívül hajlamosak a meleg repedésekre. Általános felhasználási körülmények között a ferritek számának 5 és 10 között kell lennie, de egyes alkalmazásoknál alacsonyabb vagy magasabb értékekre lehet szükség. A ferritek könnyen ellenőrizhetők a munkahelyen ferritindikátorral.
Mivel említetted, hogy problémáid vannak a repedéssel és az alacsony ferrittartalommal, alaposan meg kell vizsgálnod a hozagatóanyagot, és meg kell győződnöd arról, hogy elegendő ferritet termel – körülbelül 8-as értéknek elegendőnek kell lennie. Továbbá, ha porbeles ívhegesztést (FCAW) használsz, ezek a hozagatóanyagok jellemzően 100% szén-dioxid védőgázt vagy 75% argon és 25% CO2 keverékét használják, ami a hegesztőanyag szén-dioxid-abszorpcióját okozhatja. Átválthatsz fémelektródás ívhegesztésre (GMAW), és 98% argon/2% oxigén keveréket használhatsz a szénlerakódások lehetőségének csökkentése érdekében.
Rozsdamentes acél és szénacél hegesztésekor E309L hozaganyagot kell használni. Ezt a hozaganyagot kifejezetten különböző fémek hegesztéséhez használják, és miután a szénacél feloldódik a hegesztésben, bizonyos mennyiségű ferritet képez. Mivel a szénacél elnyeli a szenet, ferritstabilizátorokat adnak a hozaganyaghoz, hogy ellensúlyozzák a szén ausztenitképződési hajlamát. Ez segít megelőzni a hegesztés során fellépő hőrepedést.
Tehát, ha ausztenites rozsdamentes acél hegesztésekben forró repedéseket szeretne javítani, ellenőrizze a ferrit hozaganyag állagát, és kövesse a legjobb hegesztési gyakorlatokat. Tartsa a hőbevitelt 50 kJ/hüvelyk alatt, mérsékelt vagy alacsony rétegek közötti hőmérsékletet, és forrasztás előtt gondoskodjon a forrasztási kötések tiszták. Használja a megfelelő mérőeszközt a hegesztési varraton lévő ferrit mennyiségének ellenőrzéséhez, az 5-10-es tartományra összpontosítva.
A WELDER, korábbi nevén Practical Welding Today, azokat a valódi embereket képviseli, akik a nap mint nap használt és dolgozó termékeinket készítik. Ez a magazin több mint 20 éve szolgálja az észak-amerikai hegesztőközösséget.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Teljes digitális hozzáférést kaphat a STAMPING Journalhoz, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiáit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól a The Fabricator en Español teljes digitális hozzáférésével könnyedén hozzáférhet értékes iparági forrásokhoz.