S: Son zamanlarda, bazı bileşenlerin öncelikle 304 paslanmaz çelikten yapılmasını gerektiren ve bu da kendisine ve yumuşak çeliğe kaynak yapılmasını gerektiren bazı çalışmalar yapmaya başladık. Paslanmaz çelik ile 1,25 inç kalınlığa kadar paslanmaz çelik arasında kaynak çatlağıyla ilgili bazı sorunlar yaşadık. Düşük ferrit seviyemiz olduğundan bahsedildi. Bunun ne olduğunu ve nasıl düzeltileceğini açıklayabilir misiniz?
A: Bu iyi bir soru. Evet, düşük ferritin ne anlama geldiğini ve nasıl önleneceğini anlamanıza yardımcı olabiliriz.
Öncelikle paslanmaz çelik (SS) tanımına ve ferritin kaynaklı eklemlerle nasıl ilişkili olduğuna bakalım. Siyah çelik ve alaşımlar %50'den fazla demir içerir. Bu, tüm karbon ve paslanmaz çelikleri ve ayrıca belirli diğer grupları içerir. Alüminyum, bakır ve titanyum demir içermez, bu nedenle demir dışı alaşımların mükemmel örnekleridir.
Bu alaşımın ana bileşenleri en az %90 demir içeriğine sahip karbon çeliği ve %70 ila %80 demir içeriğine sahip paslanmaz çeliktir. SS olarak sınıflandırılması için en az %11,5 krom eklenmiş olması gerekir. Bu minimum eşiğin üzerindeki krom seviyeleri çelik yüzeylerde bir krom oksit filminin oluşumunu destekler ve pas (demir oksit) veya kimyasal saldırı korozyonu gibi oksidasyon oluşumunu önler.
Paslanmaz çelik esas olarak üç gruba ayrılır: ostenitik, ferritik ve martensitik. Adları, oluştukları oda sıcaklığındaki kristal yapıdan gelir. Bir diğer yaygın grup ise kristal yapıda ferrit ve ostenit arasında bir denge olan dupleks paslanmaz çeliktir.
Austenitik sınıflar, 300 serisi, %16 ila %30 krom ve %8 ila %40 nikel içerir ve baskın olarak ostenitik bir kristal yapı oluşturur. Nikel, karbon, manganez ve nitrojen gibi dengeleyiciler, ostenit-ferrit oranını oluşturmaya yardımcı olmak için çelik yapım süreci sırasında eklenir. Bazı yaygın sınıflar 304, 316 ve 347'dir. İyi korozyon direnci sağlar; çoğunlukla gıda, kimya, ilaç ve kriyojenik endüstrilerde kullanılır. Ferrit oluşumunun kontrolü, düşük sıcaklıklarda mükemmel tokluk sağlar.
Ferritik SS, tamamen manyetik olan, %11,5 ila %30 krom içeren ve baskın olarak ferritik kristal yapıya sahip 400 serisi bir sınıftır. Ferrit oluşumunu desteklemek için, çelik üretimi sırasında stabilizatörler arasında krom, silikon, molibden ve niyobyum bulunur. Bu tip SS'ler genellikle otomotiv egzoz sistemlerinde ve güç aktarma organlarında kullanılır ve sınırlı yüksek sıcaklık uygulamaları vardır. Yaygın olarak kullanılan birkaç tip: 405, 409, 430 ve 446.
403, 410 ve 440 gibi 400 serisi olarak da adlandırılan martensitik sınıflar manyetiktir, %11,5 ila %18 krom içerir ve martensitik kristal yapıya sahiptir. Bu kombinasyon en düşük altın içeriğine sahiptir ve bu da onları üretmenin en ucuz yolu yapar. Bir miktar korozyon direnci, üstün dayanıklılık sağlarlar ve sofra takımlarında, diş ve cerrahi ekipmanlarında, pişirme kaplarında ve bazı alet türlerinde yaygın olarak kullanılırlar.
Paslanmaz çeliği kaynakladığınızda, alt tabakanın türü ve hizmetteki uygulaması kullanılacak uygun dolgu metalini belirleyecektir. Bir koruyucu gaz işlemi kullanıyorsanız, belirli kaynak sorunlarını önlemek için koruyucu gaz karışımlarına özel dikkat göstermeniz gerekebilir.
304'ü kendisine lehimlemek için bir E308/308L elektroduna ihtiyacınız olacak. "L" düşük karbon anlamına gelir ve taneler arası korozyonu önlemeye yardımcı olur. Bu elektrotların karbon içeriği %0,03'ten azdır, bu değer aşıldığında tane sınırlarında karbon birikmesi ve krom karbürleri oluşturmak için krom bağlanması riski artar ve bu da çeliğin korozyon direncini etkili bir şekilde azaltır. Bu, paslanmaz çelik kaynaklarının ısıdan etkilenen bölgesinde (HAZ) korozyon meydana gelirse belirginleşir. L sınıfı paslanmaz çelik için bir diğer husus, yüksek çalışma sıcaklıklarında düz paslanmaz çelik sınıflarına göre daha düşük çekme mukavemetine sahip olmalarıdır.
304, ostenitik bir paslanmaz çelik türü olduğundan, karşılık gelen kaynak metali ostenitin çoğunu içerecektir. Ancak, elektrotun kendisi kaynak metalinde ferrit oluşumunu desteklemek için molibden gibi bir ferrit dengeleyici içerecektir. Üreticiler genellikle bir kaynak metali için ferrit miktarı için tipik bir aralık listeler. Daha önce belirtildiği gibi, karbon güçlü bir ostenitik dengeleyicidir ve bu nedenlerden dolayı kaynak metaline eklenmesini önlemek esastır.
Ferrit sayıları, grafikte çizildiğinde normalleştirilmiş bir sayı veren değeri hesaplamak için nikel ve krom eşdeğer formüllerini kullanan Scheffler çizelgesi ve WRC-1992 çizelgesinden türetilir. 0 ile 7 arasındaki bir ferrit sayısı, kaynak metalinde bulunan ferritik kristal yapısının hacim yüzdesine karşılık gelir, ancak daha yüksek yüzdelerde ferrit sayısı daha hızlı artar. SS'deki ferritin karbon çeliği ferritiyle aynı olmadığını, delta ferrit adı verilen bir faz olduğunu unutmayın. Austenitik paslanmaz çelik, ısıl işlem gibi yüksek sıcaklık işlemleriyle ilişkili faz dönüşümlerine uğramaz.
Ferrit oluşumu, ostenitten daha sünek olduğu için arzu edilir, ancak kontrol edilmelidir. Düşük ferrit içeriği, bazı uygulamalarda mükemmel korozyon direncine sahip kaynaklar sağlayabilir, ancak kaynak sırasında sıcak çatlamaya son derece eğilimlidirler. Genel kullanım koşulları için ferrit sayısı 5 ile 10 arasında olmalıdır, ancak bazı uygulamalar daha düşük veya daha yüksek değerler gerektirebilir. Ferritler, bir ferrit göstergesi ile iş yerinde kolayca kontrol edilebilir.
Çatlama ve düşük ferrit sorunları yaşadığınızı belirttiğinizden, dolgu metalinize yakından bakmalı ve yeterli ferrit ürettiğinden emin olmalısınız - yaklaşık 8 yeterli olacaktır. Ayrıca, eğer akı çekirdekli ark kaynağı (FCAW) kullanıyorsanız, bu dolgu metalleri genellikle %100 karbondioksit veya %75 argon ve %25 CO2 karışımından oluşan bir kalkan gazı kullanır ve bu da kaynak metalinin karbonu emmesine neden olabilir. Metal ark kaynağı (GMAW) işlemine geçebilir ve karbon birikimi olasılığını azaltmak için %98 argon/%2 oksijen karışımı kullanabilirsiniz.
Paslanmaz çeliği karbon çeliğe kaynak yaparken, E309L dolgu malzemesi kullanılmalıdır. Bu dolgu metali özellikle farklı metal kaynakları için kullanılır ve karbon çeliği kaynakta çözüldükten sonra belirli miktarda ferrit oluşturur. Karbon çeliği bir miktar karbon emdiği için, karbonun ostenit oluşturma eğilimini dengelemek için dolgu metaline ferrit dengeleyiciler eklenir. Bu, kaynak sırasında termal çatlamanın önlenmesine yardımcı olur.
Yani, ostenitik paslanmaz çelik kaynaklarındaki sıcak çatlakları onarmak istiyorsanız, tutarlılık için ferrit dolgu metalini kontrol edin ve en iyi kaynak uygulamalarını izleyin. Isı girişini 50 kJ/in altında tutun, orta ila düşük geçiş sıcaklıklarını koruyun ve lehimlemeden önce lehim bağlantılarının temiz olduğundan emin olun. Kaynaktaki ferrit miktarını kontrol etmek için uygun göstergeyi kullanın ve 5-10'a odaklanın.
WELDER, eski adıyla Practical Welding Today, her gün kullandığımız ve çalıştığımız ürünleri üreten gerçek insanları temsil ediyor. Bu dergi, 20 yılı aşkın süredir Kuzey Amerika'daki kaynak topluluğuna hizmet veriyor.
Artık The FABRICATOR dijital edisyonuna tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişin.
The Tube & Pipe Journal'ın dijital versiyonu artık tamamen erişilebilir durumda ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlıyor.
Metal damgalama pazarına ilişkin en son teknoloji, en iyi uygulamalar ve sektör haberlerini içeren STAMPING Dergisi'ne tam dijital erişim sağlayın.
Artık The Fabricator en Español'a tam dijital erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca erişebilirsiniz.