Ipinapaliwanag ng artikulong ito mula sa Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. kung ano ang dapat isaalang-alang kapag tumutukoy sa mga filler metal para sa pagwelding ng stainless steel.
Ang mga kakayahang nagpapaganda sa hindi kinakalawang na asero — ang kakayahang iangkop ang mga mekanikal na katangian nito at ang resistensya nito sa kalawang at oksihenasyon — ay nagpapataas din ng kasalimuotan ng pagpili ng angkop na filler metal para sa hinang. Para sa anumang kombinasyon ng base material, maaaring angkop ang alinman sa ilang uri ng electrodes, depende sa mga isyu sa gastos, mga kondisyon ng serbisyo, ninanais na mekanikal na katangian at maraming isyu na may kaugnayan sa hinang.
Ang artikulong ito ay nagbibigay ng kinakailangang teknikal na kaalaman upang mabigyan ang mambabasa ng pagpapahalaga sa kasalimuotan ng paksa at pagkatapos ay sinasagot ang ilan sa mga pinakakaraniwang tanong na itinatanong sa mga supplier ng filler metal. Nagtatatag ito ng mga pangkalahatang alituntunin para sa pagpili ng angkop na mga filler metal na hindi kinakalawang na asero - at pagkatapos ay ipinapaliwanag ang lahat ng mga eksepsiyon sa mga alituntuning iyon! Hindi sakop ng artikulo ang mga pamamaraan ng hinang, dahil paksa iyon para sa ibang artikulo.
Apat na grado, maraming elemento ng haluang metal
Mayroong apat na pangunahing kategorya ng mga hindi kinakalawang na asero:
austenitic
martensitiko
ferritic
Duplex
Ang mga pangalan ay hango sa mala-kristal na istruktura ng bakal na karaniwang matatagpuan sa temperatura ng silid. Kapag ang low-carbon na bakal ay pinainit nang higit sa 912degC, ang mga atomo ng bakal ay muling inaayos mula sa istrukturang tinatawag na ferrite sa temperatura ng silid patungo sa kristal na istrukturang tinatawag na austenite. Sa paglamig, ang mga atomo ay bumabalik sa kanilang orihinal na istruktura, ang ferrite. Ang istrukturang may mataas na temperatura, ang austenite, ay hindi magnetic, plastik at may mas mababang lakas at mas malaking ductility kaysa sa anyong ferrite sa temperatura ng silid.
Kapag mahigit sa 16% chromium ang idinagdag sa bakal, ang mala-kristal na istraktura sa temperatura ng silid, ang ferrite, ay nananatiling matatag at ang bakal ay nananatili sa kondisyong ferritic sa lahat ng temperatura. Kaya naman tinatawag na ferritic stainless steel ang ginagamit sa base ng haluang metal na ito. Kapag mahigit sa 17% chromium at 7% nickel ang idinagdag sa bakal, ang mala-kristal na istraktura ng bakal na may mataas na temperatura, ang austenite, ay nananatiling matatag upang ito ay manatili sa lahat ng temperatura mula sa pinakamababa hanggang sa halos matunaw.
Ang austenitic stainless steel ay karaniwang tinutukoy bilang uri na 'chrome-nickel', at ang martensitic at ferritic steels ay karaniwang tinatawag na mga uri na 'straight chrome'. Ang ilang elemento ng haluang metal na ginagamit sa mga stainless steel at mga weld metal ay kumikilos bilang mga austenite stabilizer at ang iba naman ay bilang mga ferrite stabilizer. Ang pinakamahalagang austenite stabilizer ay nickel, carbon, manganese at nitrogen. Ang mga ferrite stabilizer ay chromium, silicon, molybdenum at niobium. Ang pagbabalanse ng mga elemento ng haluang metal ay kumokontrol sa dami ng ferrite sa weld metal.
Ang mga gradong austenitic ay mas madali at mas kasiya-siyang hinang kaysa sa mga naglalaman ng mas mababa sa 5% na nickel. Ang mga weld joint na ginawa sa austenitic stainless steel ay matibay, ductile, at matibay sa kanilang kondisyon bilang welded. Karaniwang hindi sila nangangailangan ng preheat o post-weld heat treatment. Ang mga gradong austenitic ay bumubuo ng humigit-kumulang 80% ng stainless steel na hinang, at ang panimulang artikulong ito ay nakatuon nang husto sa mga ito.
Talahanayan 1: Mga uri ng hindi kinakalawang na asero at ang kanilang nilalamang chromium at nickel.
simula {c,80%}
thead{Uri|% Chromium|% Nickel|Mga Uri}
tdata{Austenitic|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensitic|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Ferritic|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Duplex|18 - 28%|4 - 8%|2205}
may tendency{}
Paano pumili ng tamang hindi kinakalawang na filler metal
Kung pareho ang base material sa parehong plato, ang orihinal na prinsipyong gabay noon ay, 'Magsimula sa pamamagitan ng pagtutugma ng base material.' Gumagana ito nang maayos sa ilang mga kaso; para pagdugtungin ang Type 310 o 316, piliin ang kaukulang Filler Type.
Para pagdugtungin ang magkakaibang materyales, sundin ang gabay na prinsipyong ito: 'pumili ng filler na babagay sa mas mataas na alloyed na materyal.' Para pagdugtungin ang 304 sa 316, pumili ng 316 filler.
Sa kasamaang palad, ang 'tuntunin ng pagtutugma' ay may napakaraming eksepsiyon kaya ang mas mainam na prinsipyo ay, Kumonsulta sa talahanayan ng pagpili ng filler metal. Halimbawa, ang Type 304 ang pinakakaraniwang materyal na hindi kinakalawang na asero, ngunit walang nag-aalok ng Type 304 electrode.
Paano magwelding ng Type 304 stainless nang walang Type 304 electrode
Para magwelding ng Type 304 stainless, gumamit ng Type 308 filler, dahil ang mga karagdagang alloying elements sa Type 308 ay mas magpapatatag sa bahagi ng hinang.
Gayunpaman, ang 308L ay isa ring katanggap-tanggap na tagapuno. Ang pagtatalagang 'L' pagkatapos ng anumang Uri ay nagpapahiwatig ng mababang nilalaman ng carbon. Ang isang Type 3XXL stainless ay may nilalaman ng carbon na 0.03% o mas mababa, samantalang ang karaniwang Type 3XX stainless ay maaaring magkaroon ng pinakamataas na nilalaman ng carbon na 0.08%.
Dahil ang isang Type L filler ay nasa parehong klasipikasyon ng produktong hindi L, ang mga tagagawa ay maaari, at dapat na lubos na isaalang-alang, ang paggamit ng isang Type L filler dahil ang mas mababang nilalaman ng carbon ay nakakabawas sa panganib ng mga isyu sa intergranular corrosion. Sa katunayan, iginiit ng mga may-akda na ang Type L filler ay mas malawak na gagamitin kung ia-update lang ng mga tagagawa ang kanilang mga pamamaraan.
Maaari ring isaalang-alang ng mga fabricator na gumagamit ng prosesong GMAW ang paggamit ng Type 3XXSi filler, dahil ang pagdaragdag ng silicon ay nagpapabuti sa wet out. Sa mga sitwasyon kung saan ang weld ay may mataas o magaspang na korona, o kung saan ang weld puddle ay hindi maayos na nakakabit sa mga dulo ng fillet o lap joint, ang paggamit ng Si Type GMAW electrode ay maaaring magpakinis ng weld bead at magsulong ng mas mahusay na fusion.
Kung ang carbide precipitation ay isang alalahanin, isaalang-alang ang isang Type 347 filler, na naglalaman ng kaunting niobium.
Paano i-weld ang hindi kinakalawang na asero sa carbon steel
Nangyayari ang sitwasyong ito sa mga aplikasyon kung saan ang isang bahagi ng isang istraktura ay nangangailangan ng panlabas na bahagi na lumalaban sa kalawang na nakakabit sa isang elementong istruktural na carbon steel upang mapababa ang gastos. Kapag pinagdudugtong ang isang base material na walang mga elementong panghaluang metal sa isang base material na may mga elementong panghaluang metal, gumamit ng isang over-alloyed filler upang ang dilution sa loob ng weld metal ay magbalanse o mas mataas ang alloying kaysa sa stainless base metal.
Para sa pagdugtong ng carbon steel sa Type 304 o 316, pati na rin para sa pagdugtong ng magkakaibang stainless steel, isaalang-alang ang isang Type 309L electrode para sa karamihan ng mga aplikasyon. Kung nais ng mas mataas na nilalaman ng Cr, isaalang-alang ang Type 312.
Bilang pag-iingat, ang mga austenitic stainless steel ay nagpapakita ng bilis ng paglawak na humigit-kumulang 50 porsyentong mas mataas kaysa sa carbon steel. Kapag pinagdugtong, ang iba't ibang bilis ng paglawak ay maaaring magdulot ng pagbitak dahil sa mga panloob na stress maliban kung gagamitin ang wastong elektrod at pamamaraan ng hinang.
Gamitin ang wastong mga pamamaraan sa paglilinis para sa paghahanda ng hinang
Tulad ng ibang mga metal, alisin muna ang langis, grasa, mga marka, at dumi gamit ang isang solvent na walang chlorine. Pagkatapos nito, ang pangunahing tuntunin sa paghahanda ng stainless weld ay 'Iwasan ang kontaminasyon mula sa carbon steel upang maiwasan ang kalawang.' Ang ilang mga kumpanya ay gumagamit ng magkahiwalay na gusali para sa kanilang 'stainless shop' at 'carbon shop' upang maiwasan ang cross-contamination.
Italaga ang mga grinding wheel at stainless brush bilang 'stainless only' kapag inihahanda ang mga gilid para sa hinang. Ang ilang mga pamamaraan ay nangangailangan ng paglilinis ng dalawang pulgada mula sa joint. Mas kritikal din ang paghahanda ng joint, dahil ang pag-compensate para sa mga hindi pagkakapare-pareho sa manipulasyon ng electrode ay mas mahirap kaysa sa carbon steel.
Gamitin ang tamang pamamaraan ng paglilinis pagkatapos ng hinang upang maiwasan ang kalawang
Para magsimula, tandaan kung ano ang nagpapa-stainless sa isang stainless steel: ang reaksyon ng chromium sa oxygen upang bumuo ng isang proteksiyon na layer ng chromium oxide sa ibabaw ng materyal. Kinakalawang ang stainless dahil sa carbide precipitation (tingnan sa ibaba) at dahil pinapainit ng proseso ng hinang ang weld metal hanggang sa punto kung saan maaaring mabuo ang ferritic oxide sa ibabaw ng weld. Kung iiwan sa kondisyong as-welded, ang isang perpektong maayos na weld ay maaaring magpakita ng 'mga bakas ng kalawang' sa mga hangganan ng heat-affected zone sa loob ng wala pang 24 na oras.
Upang ang isang bagong patong ng purong chromium oxide ay maayos na mabago, ang hindi kinakalawang na asero ay nangangailangan ng paglilinis pagkatapos ng hinang sa pamamagitan ng pagpapakintab, pag-atsara, paggiling o pagsipilyo. Muli, gumamit ng mga gilingan at brush na nakalaan para sa gawain.
Bakit magnetic ang stainless steel welding wire?
Ang ganap na austenitic stainless steel ay hindi magnetic. Gayunpaman, ang temperatura ng hinang ay lumilikha ng medyo malaking butil sa microstructure, na nagreresulta sa pagiging sensitibo ng weld sa bitak. Upang mabawasan ang sensitivity sa mainit na pagbitak, nagdaragdag ang mga tagagawa ng electrode ng mga elemento ng haluang metal, kabilang ang ferrite. Ang ferrite phase ay nagiging sanhi ng mas pino na austenitic grains, kaya ang weld ay nagiging mas lumalaban sa bitak.
Hindi didikit ang magnet sa isang spool ng austenitic stainless filler, ngunit ang isang taong may hawak na magnet ay maaaring makaramdam ng bahagyang paghila dahil sa natirang ferrite. Sa kasamaang palad, nagiging sanhi ito ng pag-iisip ng ilang gumagamit na ang kanilang produkto ay mali ang label o gumagamit sila ng maling filler metal (lalo na kung napunit nila ang label mula sa wire basket).
Ang tamang dami ng ferrite sa isang electrode ay nakadepende sa temperatura ng serbisyo ng aplikasyon. Halimbawa, ang sobrang ferrite ay nagiging sanhi ng pagkawala ng tibay ng weld sa mababang temperatura. Kaya, ang Type 308 filler para sa aplikasyon ng LNG piping ay may ferrite number sa pagitan ng 3 at 6, kumpara sa ferrite number na 8 para sa karaniwang Type 308 filler. Sa madaling salita, ang mga filler metal ay maaaring mukhang magkatulad sa simula, ngunit ang maliliit na pagkakaiba sa komposisyon ay mahalaga.
Mayroon bang madaling paraan para magwelding ng mga duplex stainless steel?
Kadalasan, ang mga duplex stainless steel ay may microstructure na binubuo ng humigit-kumulang 50% ferrite at 50% austenite. Sa madaling salita, ang ferrite ay nagbibigay ng mataas na lakas at ilang resistensya sa stress corrosion cracking habang ang austenite ay nagbibigay ng mahusay na tibay. Ang dalawang phase na pinagsama ay nagbibigay sa mga duplex steel ng kanilang kaakit-akit na mga katangian. Malawak na hanay ng mga duplex stainless steel ang magagamit, kung saan ang pinakakaraniwan ay ang Type 2205; naglalaman ito ng 22% chromium, 5% nickel, 3% molybdenum at 0.15% nitrogen.
Kapag nagwe-weld ng duplex stainless steel, maaaring lumitaw ang mga problema kung ang weld metal ay may sobrang ferrite (ang init mula sa arc ay nagiging sanhi ng pag-aayos ng mga atomo sa isang ferrite matrix). Upang makabawi, kailangang i-promote ng mga filler metal ang austenitic structure na may mas mataas na alloy content, karaniwang 2 hanggang 4% na mas maraming nickel kaysa sa base metal. Halimbawa, ang flux-cored wire para sa welding Type 2205 ay maaaring may 8.85% nickel.
Ang ninanais na nilalaman ng ferrite ay maaaring mula 25 hanggang 55% pagkatapos ng hinang (ngunit maaaring mas mataas pa). Tandaan na ang bilis ng paglamig ay dapat sapat na mabagal upang pahintulutan ang austenite na magbagong-anyo, ngunit hindi gaanong mabagal upang lumikha ng mga intermetallic phase, o masyadong mabilis upang lumikha ng labis na ferrite sa sonang apektado ng init. Sundin ang mga inirerekomendang pamamaraan ng tagagawa para sa proseso ng hinang at napiling filler metal.
Pagsasaayos ng mga parameter kapag hinang hindi kinakalawang na asero
Para sa mga fabricator na patuloy na nag-aayos ng mga parameter (boltahe, amperage, haba ng arko, inductance, lapad ng pulso, atbp) kapag nagwe-weld ng hindi kinakalawang na asero, ang karaniwang sanhi ay ang hindi pare-parehong komposisyon ng filler metal. Dahil sa kahalagahan ng mga elemento ng alloying, ang mga pagkakaiba-iba sa komposisyon ng kemikal sa bawat lot ay maaaring magkaroon ng kapansin-pansing epekto sa pagganap ng weld, tulad ng mahinang wet out o mahirap na paglabas ng slag. Ang mga pagkakaiba-iba sa diameter ng electrode, kalinisan ng ibabaw, cast at helix ay nakakaapekto rin sa pagganap sa mga aplikasyon ng GMAW at FCAW.
Pagkontrol sa pagkontrol ng presipitasyon ng karbida sa austenitic stainless steel
Sa mga temperaturang nasa hanay na 426-871°C, ang nilalamang carbon na higit sa 0.02% ay lumilipat patungo sa mga hangganan ng butil ng istrukturang austenitic, kung saan ito ay tumutugon sa chromium upang bumuo ng chromium carbide. Kung ang chromium ay nakatali sa carbon, hindi ito magagamit para sa resistensya sa kalawang. Kapag nalantad sa isang kinakaing unti-unting kapaligiran, nagreresulta ang intergranular corrosion, na nagpapahintulot sa mga hangganan ng butil na kainin.
Upang makontrol ang presipitasyon ng karbid, panatilihing mababa hangga't maaari ang nilalaman ng karbon (0.04% maximum) sa pamamagitan ng pagwelding gamit ang mga low-carbon electrode. Maaari ring itali ang karbon ng niobium (dating columbium) at titanium, na may mas malakas na affinity sa karbon kaysa sa chromium. Ang mga type 347 electrode ay ginawa para sa layuning ito.
Paano maghanda para sa isang talakayan tungkol sa pagpili ng filler metal
Sa pinakamababa, mangalap ng impormasyon tungkol sa huling gamit ng hinang na bahagi, kabilang ang kapaligiran ng serbisyo (lalo na ang temperatura ng pagpapatakbo, pagkakalantad sa mga elementong kinakaing unti-unti at antas ng inaasahang resistensya sa kalawang) at ninanais na buhay ng serbisyo. Malaki ang maitutulong ng impormasyon tungkol sa mga kinakailangang mekanikal na katangian sa mga kondisyon ng pagpapatakbo, kabilang ang lakas, tibay, ductility at pagkapagod.
Karamihan sa mga nangungunang tagagawa ng electrode ay nagbibigay ng mga gabay para sa pagpili ng filler metal, at hindi maaaring labis na bigyang-diin ng mga may-akda ang puntong ito: kumonsulta sa isang gabay sa aplikasyon ng filler metal o makipag-ugnayan sa mga teknikal na eksperto ng tagagawa. Nandito sila upang tumulong sa pagpili ng tamang stainless steel electrode.
Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga stainless steel filler metal ng TYUE at para makipag-ugnayan sa mga eksperto ng kumpanya para sa payo, pumunta sa www.tyuelec.com.
Oras ng pag-post: Disyembre 23, 2022