P: Kohët e fundit kemi filluar të bëjmë disa punime që kërkojnë që disa komponentë të jenë bërë kryesisht nga çelik inox i gradës 304, i cili është i salduar me vete dhe me çelik të butë. Kemi përjetuar disa probleme me çarje në saldimet e çelikut inox me çelik inox deri në 1.25″ të trasha. U përmend se kemi numër të ulët ferriti. A mund të shpjegoni se çfarë është kjo dhe si ta rregulloni?
A: Kjo është një pyetje e mirë. Po, ne mund t'ju ndihmojmë të kuptoni se çfarë do të thotë numërimi i ulët i ferritit dhe si ta parandaloni atë.
Së pari, le të shqyrtojmë përkufizimin e çelikut inox (SS) dhe se si ferriti lidhet me nyjet e salduara. Çeliku i zi dhe lidhjet e tij përmbajnë më shumë se 50% hekur. Kjo përfshin të gjithë çelikët e karbonit dhe çelikët inox dhe grupe të tjera të përcaktuara. Alumini, bakri dhe titani nuk përmbajnë hekur, kështu që ato janë shembuj të shkëlqyer të lidhjeve jo-hekurore.
Komponentët kryesorë të këtij aliazh janë çeliku karboni me të paktën 90% hekur dhe çeliku SS me 70 deri në 80% hekur. Për t'u klasifikuar si SS, duhet të ketë të paktën 11.5% krom të shtuar. Nivelet e kromit mbi këtë prag minimal nxisin formimin e filmave të oksidit të kromit në sipërfaqet e çelikut dhe parandalojnë formimin e oksidimit siç është ndryshku (oksidi i hekurit) ose korrozioni i shkaktuar nga sulmi kimik.
SS ndahet kryesisht në tre grupe: austenit, ferrit dhe martensit. Emri i tyre vjen nga struktura kristalore në temperaturë ambienti që i përbën ato. Një grup tjetër i zakonshëm është SS dupleks, i cili është një ekuilibër midis ferritit dhe austenitit në strukturën kristalore.
Klasat austenitike, seria 300, përmbajnë 16% deri në 30% krom dhe 8% deri në 40% nikel, duke formuar një strukturë kristalore kryesisht austenitike. Për të nxitur formimin e raportit austenit-ferrit, stabilizues si nikeli, karboni, mangani dhe azoti shtohen gjatë procesit të prodhimit të çelikut. Disa klasa të zakonshme janë 304, 316 dhe 347. Ofron rezistencë të mirë ndaj korrozionit; përdoret kryesisht në ushqim, shërbime kimike, farmaceutike dhe aplikime kriogjenike. Kontrolli i formimit të ferritit siguron rezistencë të shkëlqyer në temperatura të ulëta.
SS feritik është një gradë e serisë 400 që është plotësisht magnetike, përmban 11.5% deri në 30% krom dhe ka një strukturë kristalore mbizotëruese ferritike. Për të nxitur formimin e ferritit, stabilizuesit përfshijnë krom, silic, molibden dhe niobium gjatë prodhimit të çelikut. Këto lloje të SS përdoren zakonisht në sistemet e shkarkimit të automobilave dhe termocentralet dhe kanë aplikime të kufizuara në temperatura të larta. Disa lloje të përdorura zakonisht janë 405, 409, 430 dhe 446.
Klasat martensitike, të identifikuara edhe nga seria 400 si 403, 410 dhe 440, janë magnetike, përmbajnë 11.5% deri në 18% krom dhe kanë martensit si strukturë kristalore. Ky kombinim ka përmbajtjen më të ulët të arit, gjë që i bën ato më pak të kushtueshme për t'u prodhuar. Ato ofrojnë njëfarë rezistence ndaj korrozionit; forcë të shkëlqyer; dhe përdoren zakonisht në enët e tavolinës, pajisjet dentare dhe kirurgjikale, enët e gatimit dhe lloje të caktuara mjetesh.
Kur saldoni SS, lloji i substratit dhe aplikimi i tij gjatë shërbimit do të përcaktojnë metalin mbushës të përshtatshëm që do të përdoret. Nëse përdorni një proces mbrojtës nga gazi, mund t'ju duhet t'i kushtoni vëmendje të veçantë përzierjeve mbrojtëse të gazrave për të parandaluar probleme të caktuara që lidhen me saldimin.
Për të ngjitur 304-shin në vetvete, do t'ju duhet një elektrodë E308/308L. "L" qëndron për karbon të ulët, i cili ndihmon në parandalimin e korrozionit ndërgranular. Këto elektroda kanë një përmbajtje karboni nën 0.03%; çdo gjë mbi këtë rrit rrezikun e precipitimit të karbonit në kufijtë e kokrrizave dhe kombinimit me kromin për të formuar karbide kromi, duke zvogëluar në mënyrë efektive rezistencën ndaj korrozionit të çelikut. Kjo bëhet e dukshme nëse korrozioni ndodh në zonën e prekur nga nxehtësia (HAZ) të nyjeve të salduara SS. Një konsideratë tjetër për SS të gradës L është se ato kanë rezistencë më të ulët në tërheqje në temperatura të larta shërbimi sesa klasat direkte SS.
Meqenëse 304 është një lloj austenitik i SS, metali përkatës i saldimit do të përmbajë pjesën më të madhe të austenitit. Megjithatë, vetë elektroda do të përmbajë një stabilizues ferriti, siç është molibdeni, për të nxitur formimin e ferritit në metalin e saldimit. Prodhuesit zakonisht rendisin një gamë tipike të sasive të ferritit për metalin e saldimit. Siç u përmend më parë, karboni është një stabilizues i fortë austenitik, dhe për këto arsye është thelbësore të parandalohet shtimi i tij në metalin e saldimit.
Numrat e ferritit rrjedhin nga diagrami Schaeffler dhe diagrami WRC-1992, të cilat përdorin formula ekuivalente të nikelit dhe kromit për të llogaritur vlerën, të cilat kur paraqiten në diagram prodhojnë një numër të normalizuar. Numri i ferritit midis 0 dhe 7 korrespondon me përqindjen vëllimore të strukturës kristalore të ferritit të pranishme në metalin e salduar; megjithatë, në përqindje më të larta, numri i ferritit rritet me një ritëm më të shpejtë. Mos harroni se ferriti në SS nuk është i njëjtë me ferritin e çelikut të karbonit, por një fazë e quajtur ferrit delta. SS austenitik nuk ka transformime fazore të shoqëruara me procese me temperaturë të lartë siç është trajtimi termik.
Formimi i ferritit është i dëshirueshëm sepse është më duktil se austeniti, por duhet të kontrollohet. Përqindjet e ulëta të ferritit mund të prodhojnë saldime me rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit në disa aplikime, por janë jashtëzakonisht të prirura ndaj çarjeve të nxehta gjatë saldimit. Për kushtet e përgjithshme të përdorimit, sasia e ferritit duhet të jetë midis 5 dhe 10, por për disa aplikime mund të kërkohen vlera më të ulëta ose më të larta. Ferritet mund të verifikohen lehtësisht në punë duke përdorur një tregues ferriti.
Meqenëse përmendët se keni probleme me çarje dhe një numër të ulët ferriti, duhet ta shikoni me kujdes metalin tuaj mbushës dhe të siguroheni që prodhon mjaftueshëm sasi ferriti - rreth 8 duhet të ndihmojë. Gjithashtu, nëse përdorni saldim me hark me bërthamë fluksi (FCAW), këto metale mbushëse zakonisht përdorin një gaz mbrojtës 100% dioksid karboni ose një përzierje 75% argon/25% CO2, e cila mund të shkaktojë thithjen e karbonit në metalin e salduar. Mund të dëshironi të kaloni në një proces saldimi me hark metali me gaz (GMAW) dhe të përdorni një përzierje 98% argon/2% oksigjen për të zvogëluar mundësinë e thithjes së karbonit.
Për të salduar çelikun SS me çelik karboni, duhet të përdorni materialin mbushës E309L. Ky metal mbushës përdoret posaçërisht për saldimin e metaleve të ndryshëm dhe formon një sasi të caktuar ferriti pasi çeliku i karbonit hollohet në saldim. Meqenëse një sasi karboni absorbohet në çelikun e karbonit, stabilizuesit e ferritit shtohen në metalin mbushës për të neutralizuar tendencën e karbonit për të formuar austenit. Kjo do të ndihmojë në parandalimin e çarjeve termike në aplikimet e saldimit.
Si përmbledhje, nëse doni të eliminoni çarjet e nxehta në nyjet e salduara austenitike SS, verifikoni mbushësin e duhur të ferritit dhe ndiqni praktikat e mira të saldimit. Mbajeni hyrjen e nxehtësisë nën 50 kJ/inç, mbani temperatura mesatare deri të ulëta midis kalimeve dhe sigurohuni që nyjet e saldimit të jenë të lira nga çdo ndotje para saldimit. Përdorni një matës të përshtatshëm për të verifikuar sasinë e ferritit në nyjen e salduar, duke synuar 5 deri në 10.
WELDER, më parë Practical Welding Today, prezanton njerëzit e vërtetë që prodhojnë produktet që ne përdorim dhe me të cilat punojmë çdo ditë. Kjo revistë i ka shërbyer komunitetit të saldimit në Amerikën e Veriut për më shumë se 20 vjet.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të The FABRICATOR, akses të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.
Edicioni dixhital i The Tube & Pipe Journal tani është plotësisht i arritshëm, duke ofruar qasje të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.
Shijoni akses të plotë në edicionin dixhital të STAMPING Journal, i cili ofron përparimet më të fundit teknologjike, praktikat më të mira dhe lajmet e industrisë për tregun e stampimit të metaleve.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital të The Fabricator en Español, akses të lehtë në burime të vlefshme të industrisë.