H: Gần đây chúng tôi đã bắt đầu thực hiện một số công việc yêu cầu một số thành phần được làm chủ yếu từ thép không gỉ 304, được hàn vào chính nó và với thép nhẹ.Chúng tôi đã gặp phải một số vấn đề về nứt mối hàn giữa thép không gỉ và thép không gỉ dày tới 1,25″.Người ta đã đề cập rằng chúng tôi có mức ferit thấp.Bạn có thể giải thích nó là gì và làm thế nào để khắc phục nó?
A: Đó là một câu hỏi hay.Có, chúng tôi có thể giúp bạn hiểu ý nghĩa của ferit thấp và cách ngăn chặn điều đó.
Đầu tiên, chúng ta hãy xem định nghĩa về thép không gỉ (SS) và mối liên quan của ferit với các mối hàn.Thép đen và hợp kim chứa trên 50% sắt.Điều này bao gồm tất cả các loại thép carbon và thép không gỉ, cũng như một số nhóm khác.Nhôm, đồng và titan không chứa sắt, vì vậy chúng là những ví dụ tuyệt vời về hợp kim màu.
Thành phần chính của hợp kim này là thép carbon có hàm lượng sắt ít nhất 90% và thép không gỉ có hàm lượng sắt từ 70 đến 80%.Để được phân loại là SS, nó phải có ít nhất 11,5% crom được thêm vào.Mức crom trên ngưỡng tối thiểu này thúc đẩy sự hình thành màng oxit crom trên bề mặt thép và ngăn chặn sự hình thành quá trình oxy hóa như rỉ sét (oxit sắt) hoặc ăn mòn do hóa chất tấn công.
Thép không gỉ chủ yếu được chia thành ba nhóm: austenitic, ferritic và martensitic.Tên của chúng xuất phát từ cấu trúc tinh thể ở nhiệt độ phòng mà chúng được cấu tạo.Một nhóm phổ biến khác là thép không gỉ song công, là sự cân bằng giữa ferrite và austenite trong cấu trúc tinh thể.
Các loại Austenit, 300 sê-ri, chứa 16% đến 30% crôm và 8% đến 40% niken, tạo thành cấu trúc tinh thể chủ yếu là austenit.Các chất ổn định như niken, cacbon, mangan và nitơ được thêm vào trong quá trình luyện thép để giúp hình thành tỷ lệ austenit-ferit.Một số loại phổ biến là 304, 316 và 347. Cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt;chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, hóa chất, dược phẩm và đông lạnh.Kiểm soát sự hình thành ferrite mang lại độ dẻo dai tuyệt vời ở nhiệt độ thấp.
Ferritic SS là loại 400 series có từ tính hoàn toàn, chứa 11,5% đến 30% crom và có cấu trúc tinh thể chủ yếu là ferritic.Để thúc đẩy sự hình thành ferit, chất ổn định bao gồm crom, silicon, molypden và niobi trong quá trình sản xuất thép.Những loại SS này thường được sử dụng trong các hệ thống ống xả và hệ thống truyền động ô tô và có các ứng dụng nhiệt độ cao hạn chế.Một số loại thường dùng: 405, 409, 430 và 446.
Các loại Martensitic, còn được gọi là sê-ri 400, chẳng hạn như 403, 410 và 440, có từ tính, chứa 11,5% đến 18% crom và có cấu trúc tinh thể martensitic.Sự kết hợp này có hàm lượng vàng thấp nhất, làm cho chúng ít tốn kém nhất để sản xuất.Chúng cung cấp một số khả năng chống ăn mòn, độ bền vượt trội và thường được sử dụng trong bộ đồ ăn, thiết bị nha khoa và phẫu thuật, dụng cụ nấu nướng và một số loại dụng cụ.
Khi bạn hàn thép không gỉ, loại chất nền và ứng dụng của nó trong dịch vụ sẽ xác định kim loại phụ thích hợp được sử dụng.Nếu bạn đang sử dụng quy trình khí bảo vệ, bạn có thể cần đặc biệt chú ý đến hỗn hợp khí bảo vệ để ngăn ngừa một số vấn đề liên quan đến hàn.
Để hàn 304 vào chính nó, bạn sẽ cần một điện cực E308/308L.“L” là viết tắt của carbon thấp, giúp ngăn ngừa sự ăn mòn giữa các hạt.Hàm lượng carbon của các điện cực này nhỏ hơn 0,03%, nếu vượt quá giá trị này, nguy cơ lắng đọng carbon ở ranh giới hạt và liên kết crom để tạo thành cacbua crom tăng lên, làm giảm hiệu quả khả năng chống ăn mòn của thép.Điều này trở nên rõ ràng nếu sự ăn mòn xảy ra trong vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) của các mối hàn thép không gỉ.Một cân nhắc khác đối với thép không gỉ loại L là chúng có độ bền kéo thấp hơn ở nhiệt độ hoạt động cao hơn so với các loại thép không gỉ thẳng.
Vì 304 là một loại thép không gỉ austenit, nên kim loại mối hàn tương ứng sẽ chứa hầu hết austenit.Tuy nhiên, bản thân điện cực sẽ chứa chất ổn định ferit, chẳng hạn như molypden, để thúc đẩy sự hình thành ferit trong kim loại mối hàn.Các nhà sản xuất thường liệt kê một phạm vi điển hình cho lượng ferit cho kim loại mối hàn.Như đã đề cập trước đây, carbon là một chất ổn định austenit mạnh và vì những lý do này, điều cần thiết là ngăn chặn việc bổ sung nó vào kim loại mối hàn.
Số ferit được lấy từ biểu đồ Scheffler và biểu đồ WRC-1992, sử dụng các công thức tương đương niken và crom để tính giá trị mà khi được vẽ trên biểu đồ sẽ cho một số được chuẩn hóa.Số ferit từ 0 đến 7 tương ứng với tỷ lệ phần trăm thể tích của cấu trúc tinh thể ferit có trong kim loại mối hàn, tuy nhiên, ở tỷ lệ phần trăm cao hơn, số ferit tăng nhanh hơn.Hãy nhớ rằng ferrite trong SS không giống như ferrite thép carbon, mà là một pha gọi là ferrite delta.Thép không gỉ Austenitic không trải qua quá trình biến đổi pha liên quan đến các quá trình nhiệt độ cao như xử lý nhiệt.
Sự hình thành ferit là mong muốn vì nó dễ uốn hơn austenit, nhưng phải được kiểm soát.Hàm lượng ferit thấp có thể cung cấp cho các mối hàn khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong một số ứng dụng, nhưng chúng rất dễ bị nứt nóng trong quá trình hàn.Đối với mục đích sử dụng thông thường, số lượng ferrite nên nằm trong khoảng từ 5 đến 10, nhưng một số ứng dụng có thể yêu cầu giá trị thấp hơn hoặc cao hơn.Có thể dễ dàng kiểm tra ferit tại nơi làm việc bằng thiết bị chỉ thị ferit.
Vì bạn đã đề cập rằng bạn gặp vấn đề với vết nứt và lượng ferit thấp, bạn nên xem xét kỹ kim loại phụ của mình và đảm bảo rằng nó tạo ra đủ ferrite - khoảng 8 là đủ.Ngoài ra, nếu bạn đang sử dụng phương pháp hàn hồ quang lõi thuốc trợ dung (FCAW), các kim loại phụ này thường sử dụng khí bảo vệ chứa 100% carbon dioxide hoặc hỗn hợp 75% argon và 25% CO2, có thể khiến kim loại mối hàn hấp thụ carbon.Bạn có thể chuyển sang quy trình hàn hồ quang kim loại (GMAW) và sử dụng hỗn hợp 98% argon/2% oxy để giảm khả năng tạo cặn carbon.
Khi hàn thép không gỉ với thép carbon, phải sử dụng vật liệu độn E309L.Kim loại phụ này được sử dụng đặc biệt để hàn kim loại khác nhau, tạo thành một lượng ferrite nhất định sau khi thép carbon được hòa tan trong mối hàn.Bởi vì thép carbon hấp thụ một số carbon, chất ổn định ferrite được thêm vào kim loại phụ để chống lại xu hướng carbon tạo thành austenite.Điều này sẽ giúp ngăn ngừa nứt nhiệt trong quá trình hàn.
Tóm lại, nếu bạn muốn sửa chữa các vết nứt do nóng trong các mối hàn thép không gỉ austenit, hãy kiểm tra xem có đủ kim loại phụ ferit hay không và tuân thủ thực hành hàn tốt.Duy trì nhiệt đầu vào dưới 50 kJ/in, duy trì nhiệt độ giữa các đường chuyền từ trung bình đến thấp và đảm bảo các mối hàn sạch trước khi hàn.Sử dụng thước đo thích hợp để kiểm tra lượng ferit trên mối hàn, mục tiêu là 5-10.
WELDER, trước đây được gọi là Hàn thực tế ngày nay, đại diện cho những người thực sự tạo ra các sản phẩm mà chúng ta sử dụng và làm việc hàng ngày.Tạp chí này đã phục vụ cộng đồng hàn ở Bắc Mỹ trong hơn 20 năm.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập các tài nguyên ngành có giá trị.
Phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí Tube & Pipe hiện có thể truy cập đầy đủ, giúp dễ dàng truy cập các tài nguyên công nghiệp có giá trị.
Nhận quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tạp chí DẤU, giới thiệu công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây với quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên ngành có giá trị.