П: Неодамна почнавме да работиме за да се извршат некои компоненти кои треба да бидат изработени првенствено од не'рѓосувачки челик од степен 304, кој е заварен сам за себе и со мек челик. Имаме проблеми со пукање на заварите од не'рѓосувачки челик до дебелина од 1,25 инчи. Беше споменато дека имаме низок број на ферити. Можете ли да објасните што е ова и како да го поправите?
A: Ова е добро прашање. Да, можеме да ви помогнеме да разберете што значат ниските вредности на ферити и како да ги спречите.
Прво, да ја разгледаме дефиницијата за не'рѓосувачки челик (SS) и како феритот се однесува на заварените споеви. Црниот челик и легурите содржат повеќе од 50% железо. Ова ги вклучува сите јаглеродни и не'рѓосувачки челици и други дефинирани групи. Алуминиумот, бакарот и титаниумот не содржат железо, па затоа се одлични примери за обоени легури.
Главните компоненти на оваа легура се јаглероден челик со најмалку 90% железо и SS со 70 до 80% железо. За да се класифицира како SS, мора да има додадено најмалку 11,5% хром. Нивоата на хром над овој минимален праг го поттикнуваат формирањето на филмови од хром оксид на челичните површини и го спречуваат формирањето на оксидација како што е 'рѓа (железен оксид) или корозија предизвикана од хемиски напад.
SS е главно поделен на три групи: аустенит, ферит и мартензит. Нивното име доаѓа од кристалната структура на собна температура што ги сочинува. Друга честа група е дуплекс SS, кој е рамнотежа помеѓу ферит и аустенит во кристалната структура.
Аустенитските класи, серијата 300, содржат 16% до 30% хром и 8% до 40% никел, формирајќи претежно аустенитна кристална структура. За да се поттикне формирањето на односот аустенит-ферит, за време на процесот на производство на челик се додаваат стабилизатори како што се никел, јаглерод, манган и азот. Некои вообичаени класи се 304, 316 и 347. Нуди добра отпорност на корозија; првенствено се користи во прехранбени, хемиски услуги, фармацевтски и криогени апликации. Контролата на формирање на ферити обезбедува одлична цврстина на ниски температури.
Феритниот SS е класа од серијата 400 која е целосно магнетна, содржи 11,5% до 30% хром и има феритна кристална структура со доминантна содржина. За да се поттикне формирањето на ферит, стабилизаторите вклучуваат хром, силициум, молибден и ниобиум за време на производството на челик. Овие типови на SS најчесто се користат во автомобилските издувни системи и електраните и имаат ограничени апликации на високи температури. Неколку најчесто користени типови се 405, 409, 430 и 446.
Мартензитните степени, исто така идентификувани преку сериите 400, како што се 403, 410 и 440, се магнетни, содржат 11,5% до 18% хром и имаат мартензит како кристална структура. Оваа комбинација има најниска содржина на злато, што ги прави најевтини за производство. Тие обезбедуваат одредена отпорност на корозија; одлична цврстина; и најчесто се користат во прибор за јадење, стоматолошка и хируршка опрема, садови за готвење и одредени видови алатки.
Кога заварувате SS, видот на подлогата и неговата примена во употреба ќе го одредат соодветниот метал за полнење што ќе се користи. Ако користите процес на заштита од гас, можеби ќе треба да обрнете посебно внимание на заштитните мешавини од гас за да спречите одредени проблеми поврзани со заварувањето.
За да го залемите 304 сам по себе, ќе ви треба електрода E308/308L. „L“ означува нискојаглеродно ниво, што помага да се спречи меѓугрануларна корозија. Овие електроди имаат содржина на јаглерод под 0,03%; сè над ова го зголемува ризикот од таложење на јаглерод на границите на зрната и комбинирање со хром за да формира хром карбиди, ефикасно намалувајќи ја отпорноста на корозија на челикот. Ова станува очигледно ако се појави корозија во зоната погодена од топлина (HAZ) на заварените споеви од SS. Друга работа што треба да се земе предвид за L класата SS е тоа што тие имаат помала затегнувачка цврстина на покачени работни температури од директните SS класи.
Бидејќи 304 е аустенитен тип на SS, соодветниот метал за заварување ќе содржи поголем дел од аустенитот. Сепак, самата електрода ќе содржи феритен стабилизатор, како што е молибден, за да се промовира формирањето на ферит во металот за заварување. Производителите обично наведуваат типичен опсег на количини на ферит за металот за заварување. Како што споменавме претходно, јаглеродот е силен аустенитен стабилизатор и поради овие причини е клучно да се спречи неговото додавање во металот за заварување.
Феритните броеви се добиени од Шефлеровиот дијаграм и WRC-1992 дијаграмот, кои користат формули за еквивалент на никел и хром за пресметување на вредноста, кои кога се прикажуваат на дијаграмот даваат нормализиран број. Феритниот број помеѓу 0 и 7 одговара на волуменскиот процент на феритната кристална структура присутна во металот на заварување; сепак, при повисоки проценти, феритниот број се зголемува со поголема брзина. Запомнете дека феритот во SS не е ист како феритот од јаглероден челик, туку фаза наречена делта ферит. Аустенитскиот SS нема фазни трансформации поврзани со процеси на висока температура, како што е термичката обработка.
Формирањето на ферит е пожелно бидејќи е поеластичен од аустенитот, но мора да се контролира. Нискиот број на ферити може да произведе завари со одлична отпорност на корозија во некои апликации, но се исклучително склони кон топло пукање за време на заварувањето. За општи услови на употреба, бројот на ферити треба да биде помеѓу 5 и 10, но за некои апликации може да бидат потребни пониски или повисоки вредности. Феритите може лесно да се проверат на работното место со помош на феритен индикатор.
Бидејќи споменавте дека имате проблеми со пукање и низок број на ферити, треба внимателно да го погледнете вашиот метал за полнење и да се уверите дека произведува доволно број на ферити - околу 8 би требало да помогне. Исто така, ако користите флуксно лачно заварување (FCAW), овие метали за полнење обично користат 100% заштитен гас од јаглерод диоксид или мешавина од 75% аргон/25% CO2, што може да предизвика апсорпција на јаглерод во металот на заварувањето. Можеби ќе сакате да преминете на процес на гасно лачно заварување со метал (GMAW) и да користите мешавина од 98% аргон/2% кислород за да ја намалите можноста за собирање јаглерод.
За заварување на SS со јаглероден челик, мора да користите материјал за полнење E309L. Овој метал за полнење е специјално користен за заварување на различни метали и формира одредена количина на ферит откако јаглеродниот челик ќе се разреди во заварот. Бидејќи дел од јаглеродот се апсорбира во јаглеродниот челик, на металот за полнење се додаваат феритни стабилизатори за да се спротивстави на тенденцијата на јаглеродот да формира аустенит. Ова ќе помогне да се спречи термичко пукање во апликациите за заварување.
Накратко, ако сакате да ги елиминирате топлите пукнатини на аустенитските SS заварени споеви, проверете дали има соодветен феритен полнач и следете ја добрата практика на заварување. Одржувајте го влезот на топлина под 50 kJ/инч, одржувајте умерени до ниски температури меѓу премините и осигурајте се дека споевите за лемење се без никаква контаминација пред лемењето. Користете соодветен мерач за да ја потврдите количината на ферит на заварениот спој, со цел да достигнете од 5 до 10.
WELDER, порано Practical Welding Today, ги претставува вистинските луѓе кои ги прават производите што ги користиме и со кои работиме секој ден. Ова списание ѝ служи на заедницата за заварување во Северна Америка повеќе од 20 години.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен пристап до вредни индустриски ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal сега е целосно достапно, овозможувајќи лесен пристап до вредни индустриски ресурси.
Уживајте во целосен пристап до дигиталното издание на STAMPING Journal, кое ги обезбедува најновите технолошки достигнувања, најдобри практики и индустриски вести за пазарот на метално печатење.
Сега со целосен пристап до дигиталното издание на The Fabricator на шпански јазик, лесен пристап до вредни индустриски ресурси.