Spørsmål: Vi har nylig begynt å gjøre noe arbeid som krever at noen komponenter primært er laget av 304 rustfritt stål, som er sveiset til seg selv og til bløtt stål.Vi har opplevd noen problemer med sveisesprekker mellom rustfritt stål og rustfritt stål opptil 1,25 tommer tykt.Det ble nevnt at vi har lave ferrittnivåer.Kan du forklare hva det er og hvordan du fikser det?
A: Det er et godt spørsmål.Ja, vi kan hjelpe deg med å forstå hva lav ferritt betyr og hvordan du kan forhindre det.
La oss først se på definisjonen av rustfritt stål (SS) og hvordan ferritt forholder seg til sveisede skjøter.Svart stål og legeringer inneholder over 50 % jern.Dette inkluderer alt karbon og rustfritt stål, samt visse andre grupper.Aluminium, kobber og titan inneholder ikke jern, så de er utmerkede eksempler på ikke-jernholdige legeringer.
Hovedkomponentene i denne legeringen er karbonstål med et jerninnhold på minst 90 % og rustfritt stål med et jerninnhold på 70 til 80 %.For å bli klassifisert som SS må den ha tilsatt minst 11,5 % krom.Kromnivåer over denne minsteterskelen fremmer dannelsen av en kromoksidfilm på ståloverflater og forhindrer dannelse av oksidasjon som rust (jernoksid) eller kjemisk angrepskorrosjon.
Rustfritt stål er hovedsakelig delt inn i tre grupper: austenittisk, ferritisk og martensittisk.Navnet deres kommer fra krystallstrukturen ved romtemperatur som de er sammensatt av.En annen vanlig gruppe er dupleks rustfritt stål, som er en balanse mellom ferritt og austenitt i krystallstrukturen.
Austenittiske kvaliteter, 300-serien, inneholder 16 % til 30 % krom og 8 % til 40 % nikkel, og danner en hovedsakelig austenittisk krystallstruktur.Stabilisatorer som nikkel, karbon, mangan og nitrogen tilsettes under stålfremstillingsprosessen for å danne austenitt-ferrittforholdet.Noen vanlige karakterer er 304, 316 og 347. Gir god korrosjonsbestandighet;hovedsakelig brukt i mat, kjemisk, farmasøytisk og kryogen industri.Kontroll av ferrittdannelse gir utmerket seighet ved lave temperaturer.
Ferritic SS er en 400-seriekvalitet som er helt magnetisk, inneholder 11,5 % til 30 % krom og har en overveiende ferritisk krystallstruktur.For å fremme dannelsen av ferritt inkluderer stabilisatorer krom, silisium, molybden og niob under stålproduksjon.Disse typene SS brukes ofte i bileksossystemer og drivlinjer og har begrensede høytemperaturapplikasjoner.Flere vanlig brukte typer: 405, 409, 430 og 446.
Martensittiske kvaliteter, også referert til som 400-serien, som 403, 410 og 440, er magnetiske, inneholder 11,5 % til 18 % krom og har en martensittisk krystallstruktur.Denne kombinasjonen har det laveste gullinnholdet, noe som gjør dem til de billigste å produsere.De gir en viss korrosjonsbestandighet, overlegen styrke og brukes ofte i servise, tann- og kirurgisk utstyr, kokekar og noen typer verktøy.
Når du sveiser rustfritt stål, vil typen underlag og dets bruk i bruk avgjøre hvilket tilsett metall som skal brukes.Hvis du bruker en beskyttelsesgassprosess, må du kanskje være spesielt oppmerksom på dekkgassblandinger for å forhindre visse problemer forbundet med sveising.
For å lodde 304 til seg selv, trenger du en E308/308L-elektrode."L" står for lavt karbon, som bidrar til å forhindre intergranulær korrosjon.Karboninnholdet i disse elektrodene er mindre enn 0,03 %, hvis denne verdien overskrides, øker risikoen for karbonavsetning ved korngrensene og krombinding for å danne kromkarbider, noe som effektivt reduserer stålets korrosjonsmotstand.Dette blir tydelig hvis det oppstår korrosjon i den varmepåvirkede sonen (HAZ) av sveiser i rustfritt stål.En annen vurdering for rustfritt stål av klasse L er at de har lavere strekkfasthet ved høye driftstemperaturer enn rett rustfritt stål.
Siden 304 er en austenittisk type rustfritt stål, vil tilsvarende sveisemetall inneholde det meste av austenitten.Imidlertid vil selve elektroden inneholde en ferrittstabilisator, slik som molybden, for å fremme dannelsen av ferritt i sveisemetallet.Produsenter lister vanligvis opp et typisk område for mengden ferritt for et sveisemetall.Som tidligere nevnt er karbon en sterk austenittisk stabilisator, og av disse grunnene er det viktig å forhindre tilsetning av det til sveisemetallet.
Ferritttall er avledet fra Scheffler-diagrammet og WRC-1992-diagrammet, som bruker nikkel- og kromekvivalente formler for å beregne verdien som når den plottes på diagrammet gir et normalisert tall.Et ferritttall mellom 0 og 7 tilsvarer volumprosenten av ferritisk krystallstruktur som er tilstede i sveisemetallet, men ved høyere prosentandeler øker ferritttallet raskere.Husk at ferritt i SS ikke er det samme som karbonstålferritt, men en fase som kalles deltaferritt.Austenittisk rustfritt stål gjennomgår ikke fasetransformasjoner forbundet med høytemperaturprosesser som varmebehandling.
Ferrittdannelse er ønskelig fordi den er mer duktil enn austenitt, men må kontrolleres.Det lave ferrittinnholdet kan gi sveiser med utmerket korrosjonsbestandighet i noen applikasjoner, men de er ekstremt utsatt for varmesprekker under sveising.For generell bruk bør antall ferritter være mellom 5 og 10, men noen applikasjoner kan kreve lavere eller høyere verdier.Ferritter kan enkelt sjekkes på arbeidsplassen med en ferrittindikator.
Siden du nevnte at du har problemer med sprekker og lite ferritter, bør du ta en nærmere titt på fyllmetallet ditt og sørge for at det produserer nok ferritter – rundt 8 burde gjøre susen.Dessuten, hvis du bruker lysbuesveising (FCAW), bruker disse fyllmetallene vanligvis en skjermgass på 100 % karbondioksid eller en blanding av 75 % argon og 25 % CO2, noe som kan føre til at sveisemetallet absorberer karbon.Du kan bytte til metallbuesveisingsprosessen (GMAW) og bruke en 98 % argon/2 % oksygenblanding for å redusere muligheten for karbonavleiringer.
Ved sveising av rustfritt stål til karbonstål skal fyllmateriale E309L brukes.Dette fyllmetallet brukes spesielt til ulik metallsveising, og danner en viss mengde ferritt etter at karbonstål er oppløst i sveisen.Fordi karbonstål absorberer noe karbon, tilsettes ferrittstabilisatorer til fyllmetallet for å motvirke karbons tendens til å danne austenitt.Dette vil bidra til å forhindre termisk sprekkdannelse under sveising.
Avslutningsvis, hvis du ønsker å reparere varme sprekker i austenittiske sveiser i rustfritt stål, sjekk for tilstrekkelig ferrittfyllmetall og følg god sveiseskikk.Oppretthold varmetilførselen under 50 kJ/in, oppretthold moderate til lave interpass-temperaturer, og sørg for at loddeforbindelsene er rene før lodding.Bruk en passende måler for å sjekke mengden ferritt på sveisen, sikte på 5-10.
WELDER, tidligere kalt Practical Welding Today, representerer de virkelige menneskene som lager produktene vi bruker og jobber med hver dag.Dette magasinet har tjent sveisemiljøet i Nord-Amerika i over 20 år.
Nå med full tilgang til FABRICATOR digital utgave, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Få full digital tilgang til STAMPING Journal, med den nyeste teknologien, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full digital tilgang til The Fabricator en Español, har du enkel tilgang til verdifulle industriressurser.