Î: Recent, am început să efectuăm niște lucrări care necesită ca unele componente să fie fabricate în principal din oțel inoxidabil de calitate 304, care este sudat între el și cu oțelul moale. Am întâmpinat unele probleme de fisurare la sudurile dintre oțel inoxidabil și oțel inoxidabil cu o grosime de până la 1,25″. S-a menționat că avem un număr scăzut de ferită. Puteți explica ce este acest lucru și cum se poate remedia?
R: Aceasta este o întrebare bună. Da, vă putem ajuta să înțelegeți ce înseamnă un număr scăzut de ferită și cum să îl preveniți.
Mai întâi, să trecem în revistă definiția oțelului inoxidabil (SS) și modul în care ferita se raportează la îmbinările sudate. Oțelul negru și aliajele conțin peste 50% fier. Aceasta include toate oțelurile carbon și inoxidabile și alte grupuri definite. Aluminiul, cuprul și titanul nu conțin fier, deci sunt exemple excelente de aliaje neferoase.
Principalele componente ale acestui aliaj sunt oțelul carbon cu cel puțin 90% fier și oțelul inoxidabil (SS) cu 70 până la 80% fier. Pentru a fi clasificat ca oțel inoxidabil, trebuie să aibă cel puțin 11,5% crom adăugat. Nivelurile de crom peste acest prag minim promovează formarea de pelicule de oxid de crom pe suprafețele oțelului și previn formarea oxidării, cum ar fi rugina (oxid de fier) ​​sau coroziunea cauzată de atacul chimic.
Auriul solid (SS) este împărțit în principal în trei grupe: austenită, ferită și martensită. Numele lor provine de la structura cristalină la temperatura camerei care le alcătuiește. Un alt grup comun este SS-ul duplex, care reprezintă un echilibru între ferită și austenită în structura cristalină.
Clasele austenitice, seria 300, conțin între 16% și 30% crom și între 8% și 40% nichel, formând o structură cristalină predominant austenitică. Pentru a promova formarea raportului austenită-ferită, în timpul procesului de fabricare a oțelului se adaugă stabilizatori precum nichel, carbon, mangan și azot. Câteva clase comune sunt 304, 316 și 347. Oferă o bună rezistență la coroziune; utilizat în principal în industria alimentară, chimică, farmaceutică și criogenică. Controlul formării feritei oferă o tenacitate excelentă la temperaturi scăzute.
Oțelul inox feritic este un tip din seria 400, complet magnetic, care conține între 11,5% și 30% crom și are o structură cristalină predominant feritică. Pentru a promova formarea feritei, stabilizatorii includ crom, siliciu, molibden și niobiu în timpul producției de oțel. Aceste tipuri de oțel inox sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de evacuare auto și în centralele electrice și au aplicații limitate la temperaturi ridicate. Câteva tipuri utilizate în mod obișnuit sunt 405, 409, 430 și 446.
Gradele martensitice, identificate și prin seria 400, cum ar fi 403, 410 și 440, sunt magnetice, conțin între 11,5% și 18% crom și au martensita ca structură cristalină. Această combinație are cel mai mic conținut de aur, ceea ce le face cele mai puțin costisitoare de produs. Acestea oferă o oarecare rezistență la coroziune; o rezistență excelentă; și sunt utilizate în mod obișnuit în articole de masă, echipamente dentare și chirurgicale, vase de gătit și anumite tipuri de unelte.
Când sudați oțel inoxidabil, tipul de substrat și aplicația sa în serviciu vor determina metalul de adaos adecvat. Dacă utilizați un proces de protecție cu gaz, este posibil să fie nevoie să acordați o atenție deosebită amestecurilor de gaze de protecție pentru a preveni anumite probleme legate de sudare.
Pentru a lipi oțelul 304 pe sine, veți avea nevoie de un electrod E308/308L. „L” reprezintă conținut scăzut de carbon, ceea ce ajută la prevenirea coroziunii intergranulare. Acești electrozi au un conținut de carbon sub 0,03%; orice conținut peste acesta crește riscul precipitării carbonului la limitele granulelor și combinării cu cromul pentru a forma carburi de crom, reducând eficient rezistența la coroziune a oțelului. Acest lucru devine evident dacă apare coroziunea în zona afectată termic (HAZ) a îmbinărilor sudate din oțel inoxidabil. O altă considerație pentru oțelul inoxidabil de gradul L este că au o rezistență la tracțiune mai mică la temperaturi de funcționare ridicate decât gradele directe de oțel inoxidabil.
Deoarece 304 este un tip austenitic de oțel inoxidabil, metalul de sudură corespunzător va conține cea mai mare parte a austenitei. Cu toate acestea, electrodul în sine va conține un stabilizator de ferită, cum ar fi molibdenul, pentru a promova formarea feritei în metalul de sudură. Producătorii listează de obicei o gamă tipică de cantități de ferită pentru metalul de sudură. După cum am menționat anterior, carbonul este un stabilizator austenitic puternic și, din aceste motive, este esențial să se prevină adăugarea acestuia la metalul de sudură.
Numerele de ferită sunt derivate din diagrama Schaeffler și diagrama WRC-1992, care utilizează formule echivalente cu nichel și crom pentru a calcula valoarea, care, atunci când sunt reprezentate grafic pe diagramă, produc un număr normalizat. Numărul de ferită între 0 și 7 corespunde procentului volumic al structurii cristaline a feritei prezente în metalul de sudură; cu toate acestea, la procente mai mari, numărul de ferită crește într-un ritm mai rapid. Rețineți că ferita din oțel inoxidabil nu este aceeași cu ferita din oțel carbon, ci o fază numită ferită delta. Oțelul inoxidabil austenitic nu are transformări de fază asociate cu procese la temperaturi înalte, cum ar fi tratamentul termic.
Formarea feritei este de dorit deoarece este mai ductilă decât austenita, dar trebuie controlată. Numărul scăzut de ferite poate produce suduri cu o rezistență excelentă la coroziune în unele aplicații, dar sunt extrem de predispuse la fisuri la cald în timpul sudării. Pentru condiții generale de utilizare, numărul de ferite ar trebui să fie între 5 și 10, dar pentru unele aplicații pot fi necesare valori mai mici sau mai mari. Feritele pot fi ușor verificate la locul de muncă folosind un indicator de ferită.
Întrucât ați menționat că aveți probleme de fisurare și un număr scăzut de ferită, trebuie să analizați cu atenție metalul de adaos și să vă asigurați că produce suficientă ferită - în jur de 8 ar trebui să fie de ajutor. De asemenea, dacă utilizați sudarea cu arc cu miez de flux (FCAW), aceste metale de adaos utilizează de obicei un gaz de protecție 100% dioxid de carbon sau un amestec de 75% argon/25% CO2, care poate provoca absorbția de carbon în metalul de sudură. Este posibil să doriți să treceți la un proces de sudare cu arc cu gaz metal (GMAW) și să utilizați un amestec de 98% argon/2% oxigen pentru a reduce posibilitatea absorbției de carbon.
Pentru a suda oțelul inox pe oțel carbon, trebuie să utilizați material de adaos E309L. Acest metal de adaos este special utilizat pentru sudarea metalelor diferite și formează o anumită cantitate de ferită după ce oțelul carbon este diluat în sudură. Deoarece o parte din carbon este absorbit în oțelul carbon, se adaugă stabilizatori de ferită la metalul de adaos pentru a contracara tendința carbonului de a forma austenită. Acest lucru va ajuta la prevenirea fisurării termice în aplicațiile de sudare.
În concluzie, dacă doriți să eliminați fisurile fierbinți de pe îmbinările sudate din oțel inoxidabil austenitic, verificați cantitatea de metal de adaos de ferită adecvat și urmați bunele practici de sudare. Mențineți aportul de căldură sub 50 kJ/inch, mențineți temperaturi inter-tranziții moderate spre scăzute și asigurați-vă că îmbinările lipite nu prezintă contaminare înainte de lipire. Folosiți un manometru adecvat pentru a verifica cantitatea de ferită de pe îmbinarea sudată, vizând între 5 și 10.
WELDER, fosta revistă Practical Welding Today, prezintă oamenii reali care fabrică produsele pe care le folosim și cu care lucrăm în fiecare zi. Această revistă deservește comunitatea sudării din America de Nord de peste 20 de ani.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The FABRICATOR, acces facil la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a revistei The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces facil la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces complet la ediția digitală a revistei STAMPING Journal, care oferă cele mai recente progrese tehnologice, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The Fabricator en Español, aveți acces facil la resurse valoroase din industrie.