S: Son zamanlarda, esas olarak 304 paslanmaz çelikten yapılması gereken ve hem kendi kendine hem de yumuşak çeliğe kaynaklanması gereken bazı parçalara ihtiyaç duyan işler yapmaya başladık. Paslanmaz çelik ile paslanmaz çelik arasında 1,25 inç kalınlığa kadar kaynak çatlakları yaşadık. Ferrit seviyelerinin düşük olduğu belirtildi. Bunun ne olduğunu ve nasıl düzeltileceğini açıklayabilir misiniz?
A: Bu iyi bir soru. Evet, düşük ferrit seviyesinin ne anlama geldiğini ve nasıl önleneceğini anlamanıza yardımcı olabiliriz.
Öncelikle, paslanmaz çeliğin (SS) tanımına ve ferritin kaynaklı bağlantılarla ilişkisine bakalım. Siyah çelik ve alaşımlar %50'den fazla demir içerir. Bu, tüm karbon ve paslanmaz çeliklerin yanı sıra bazı diğer grupları da kapsar. Alüminyum, bakır ve titanyum demir içermez, bu nedenle demir içermeyen alaşımlara mükemmel örneklerdir.
Bu alaşımın ana bileşenleri, en az %90 demir içeriğine sahip karbon çeliği ve %70 ila %80 demir içeriğine sahip paslanmaz çeliktir. Paslanmaz çelik olarak sınıflandırılabilmesi için en az %11,5 krom ilavesi içermesi gerekir. Bu minimum eşiğin üzerindeki krom seviyeleri, çelik yüzeylerde krom oksit filminin oluşumunu teşvik eder ve pas (demir oksit) veya kimyasal korozyon gibi oksidasyonun oluşmasını önler.
Paslanmaz çelik esas olarak üç gruba ayrılır: östenitik, ferritik ve martensitik. İsimleri, oda sıcaklığında sahip oldukları kristal yapıdan gelir. Bir diğer yaygın grup ise, kristal yapısında ferrit ve östenit arasında bir denge bulunan dubleks paslanmaz çeliktir.
Östenitik kaliteler, 300 serisi, %16 ila %30 krom ve %8 ila %40 nikel içerir ve ağırlıklı olarak östenitik bir kristal yapı oluşturur. Östenit-ferrit oranının oluşmasına yardımcı olmak için çelik üretim sürecinde nikel, karbon, manganez ve azot gibi stabilizatörler eklenir. Yaygın kaliteler arasında 304, 316 ve 347 bulunur. İyi korozyon direnci sağlar; esas olarak gıda, kimya, ilaç ve kriyojenik endüstrilerde kullanılır. Ferrit oluşumunun kontrolü, düşük sıcaklıklarda mükemmel tokluk sağlar.
Ferritik paslanmaz çelik, tamamen manyetik olan, %11,5 ila %30 krom içeren ve ağırlıklı olarak ferritik kristal yapısına sahip 400 serisi bir kalitedir. Ferrit oluşumunu teşvik etmek için, çelik üretiminde krom, silisyum, molibden ve niyobyum gibi stabilizatörler kullanılır. Bu tür paslanmaz çelikler genellikle otomotiv egzoz sistemlerinde ve güç aktarma organlarında kullanılır ve yüksek sıcaklık uygulamalarında sınırlı kullanım alanına sahiptir. Yaygın olarak kullanılan birkaç tür: 405, 409, 430 ve 446.
403, 410 ve 440 gibi 400 serisi olarak da adlandırılan martensitik kaliteler manyetiktir, %11,5 ila %18 krom içerir ve martensitik kristal yapıya sahiptir. Bu kombinasyon en düşük altın içeriğine sahip olduğundan üretimi en ucuz olanlardır. Bir miktar korozyon direnci, üstün mukavemet sağlarlar ve genellikle sofra takımlarında, diş ve cerrahi ekipmanlarında, pişirme kaplarında ve bazı alet türlerinde kullanılırlar.
Paslanmaz çelik kaynak yaparken, alt tabakanın türü ve kullanım amacı, kullanılacak uygun dolgu metalini belirleyecektir. Koruyucu gaz işlemi kullanıyorsanız, kaynakla ilgili bazı sorunları önlemek için koruyucu gaz karışımlarına özel dikkat göstermeniz gerekebilir.
304 çeliği kendi kendine lehimlemek için E308/308L elektrot kullanmanız gerekecektir. "L" düşük karbon anlamına gelir ve taneler arası korozyonu önlemeye yardımcı olur. Bu elektrotların karbon içeriği %0,03'ten azdır; bu değer aşılırsa, tane sınırlarında karbon birikimi ve kromun krom karbür oluşturmak üzere bağlanması riski artar, bu da çeliğin korozyon direncini etkili bir şekilde azaltır. Bu durum, paslanmaz çelik kaynaklarının ısıdan etkilenen bölgesinde (HAZ) korozyon meydana gelirse belirginleşir. L sınıfı paslanmaz çelik için bir diğer husus da, yüksek çalışma sıcaklıklarında düz paslanmaz çelik sınıflarına göre daha düşük çekme dayanımına sahip olmalarıdır.
304 paslanmaz çelik östenitik bir tür olduğundan, kaynak metalinin büyük kısmı östenit içerecektir. Bununla birlikte, elektrotun kendisi, kaynak metalinde ferrit oluşumunu teşvik etmek için molibden gibi bir ferrit dengeleyici içerecektir. Üreticiler genellikle kaynak metali için tipik bir ferrit miktarı aralığı belirtirler. Daha önce de belirtildiği gibi, karbon güçlü bir östenitik dengeleyicidir ve bu nedenlerle kaynak metaline eklenmesinin önlenmesi çok önemlidir.
Ferrit sayıları, nikel ve krom eşdeğer formüllerini kullanarak hesaplanan ve grafikte gösterildiğinde normalize edilmiş bir sayı veren Scheffler grafiği ve WRC-1992 grafiğinden türetilmiştir. 0 ile 7 arasındaki bir ferrit sayısı, kaynak metalinde bulunan ferritik kristal yapının hacim yüzdesine karşılık gelir; ancak daha yüksek yüzdelerde ferrit sayısı daha hızlı artar. Unutmayın ki, paslanmaz çelikteki ferrit, karbon çeliği ferriti ile aynı değildir, delta ferrit adı verilen bir fazdır. Östenitik paslanmaz çelik, ısıl işlem gibi yüksek sıcaklık işlemlerine bağlı faz dönüşümlerine uğramaz.
Ferrit oluşumu, östenitten daha sünek olduğu için arzu edilir, ancak kontrol altında tutulmalıdır. Düşük ferrit içeriği, bazı uygulamalarda kaynaklara mükemmel korozyon direnci sağlayabilir, ancak kaynak sırasında sıcak çatlamaya son derece yatkındırlar. Genel kullanım için ferrit sayısı 5 ile 10 arasında olmalıdır, ancak bazı uygulamalar daha düşük veya daha yüksek değerler gerektirebilir. Ferritler, iş yerinde bir ferrit göstergesi ile kolayca kontrol edilebilir.
Çatlak ve düşük ferrit sorunlarından bahsettiğinize göre, dolgu metalinizi yakından incelemeli ve yeterli ferrit ürettiğinden emin olmalısınız – yaklaşık 8 yeterli olacaktır. Ayrıca, özlü tel ark kaynağı (FCAW) kullanıyorsanız, bu dolgu metalleri genellikle %100 karbondioksit veya %75 argon ve %25 CO2 karışımından oluşan bir koruyucu gaz kullanır; bu da kaynak metalinin karbon emmesine neden olabilir. Karbon birikimi olasılığını azaltmak için metal ark kaynağı (GMAW) işlemine geçebilir ve %98 argon/%2 oksijen karışımı kullanabilirsiniz.
Paslanmaz çeliği karbon çeliğine kaynak yaparken E309L dolgu malzemesi kullanılmalıdır. Bu dolgu metali, farklı metallerin kaynaklanmasında özel olarak kullanılır ve kaynakta karbon çeliği çözündükten sonra belirli bir miktarda ferrit oluşturur. Karbon çeliği bir miktar karbon emdiği için, karbonun östenit oluşturma eğilimini dengelemek amacıyla dolgu metaline ferrit stabilizatörleri eklenir. Bu, kaynak sırasında termal çatlamayı önlemeye yardımcı olur.
Sonuç olarak, östenitik paslanmaz çelik kaynaklarındaki sıcak çatlakları onarmak istiyorsanız, yeterli ferrit dolgu metali olup olmadığını kontrol edin ve iyi kaynak uygulamalarını izleyin. Isı girişini 50 kJ/inç'in altında tutun, ara geçiş sıcaklıklarını orta ila düşük seviyede tutun ve lehimlemeden önce lehim bağlantılarının temiz olduğundan emin olun. Kaynak üzerindeki ferrit miktarını kontrol etmek için uygun bir ölçüm aleti kullanın, hedefiniz 5-10 arasında olmalıdır.
Eskiden Practical Welding Today adıyla bilinen WELDER dergisi, her gün kullandığımız ve üzerinde çalıştığımız ürünleri üreten gerçek insanları temsil ediyor. Bu dergi, 20 yılı aşkın süredir Kuzey Amerika'daki kaynakçılık camiasına hizmet vermektedir.
Artık The FABRICATOR dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.
Tube & Pipe Journal'ın dijital baskısına artık tamamen erişilebilir ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlanmaktadır.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojiyi, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini içeren STAMPING Journal'a tam dijital erişim elde edin.
Artık The Fabricator en Español'a tam dijital erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.