Гэты артыкул ад Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. тлумачыць, што трэба ўлічваць пры выбары прысадкавых металаў для зваркі нержавеючай сталі.
Магчымасці, якія робяць нержавеючую сталь такой прывабнай - здольнасць адаптаваць яе механічныя ўласцівасці і ўстойлівасць да карозіі і акіслення - таксама павялічваюць складанасць выбару адпаведнага прысадкавага металу для зваркі.Для любой дадзенай камбінацыі базавага матэрыялу можа падысці любы з некалькіх тыпаў электродаў у залежнасці ад праблем кошту, умоў эксплуатацыі, жаданых механічных уласцівасцей і мноства праблем, звязаных са зваркай.
Гэты артыкул дае неабходную тэхнічную інфармацыю, каб даць чытачу зразумець складанасць тэмы, а затым адказвае на некаторыя найбольш распаўсюджаныя пытанні, якія задаюць пастаўшчыкам прысадка.Ён устанаўлівае агульныя рэкамендацыі па выбары адпаведных прысадак з нержавеючай сталі, а затым тлумачыць усе выключэнні з гэтых рэкамендацый!У артыкуле не разглядаюцца працэдуры зваркі, так як гэта тэма для іншага артыкула.
Чатыры класа, мноства легіруючых элементаў
Ёсць чатыры асноўныя катэгорыі нержавеючай сталі:
аўстэнітны
мартенситный
ферытны
Дуплекс
Назвы паходзяць ад крышталічнай структуры сталі, якая звычайна знаходзіцца пры пакаёвай тэмпературы.Калі нізкавугляродзістая сталь награваецца вышэй за 912 градусаў C, атамы сталі ператвараюцца са структуры, званай ферытам, пры пакаёвай тэмпературы ў крышталічную структуру, званую аўстэнітам.Пры астуджэнні атамы вяртаюцца да сваёй першапачатковай структуры — ферыту.Высокотэмпературная структура, аўстэніт, немагнітная, пластычная і мае меншую трываласць і большую пластычнасць, чым форма ферыту пры пакаёвай тэмпературы.
Калі ў сталь дадаецца больш за 16% хрому, крышталічная структура ферыту пры пакаёвай тэмпературы стабілізуецца, і сталь застаецца ў ферытным стане пры любых тэмпературах.Адсюль назва ферытнай нержавеючай сталі прымяняецца да гэтай асновы сплаву.Калі ў сталь дадаецца больш за 17% хрому і 7% нікеля, высокатэмпературная крышталічная структура сталі, аўстэніт, стабілізуецца так, што яна захоўваецца пры любых тэмпературах ад самай нізкай да амаль плаўлення.
Аўстэнітную нержавеючую сталь звычайна называюць "хром-нікелевым", а мартэнсітную і ферытную сталі - "прамымі храмаванымі".Некаторыя легіруючыя элементы, якія выкарыстоўваюцца ў нержавеючай сталі і швах, дзейнічаюць як стабілізатары аўстэніту, а іншыя - як стабілізатары ферыту.Важнейшымі стабілізатарамі аустенита з'яўляюцца нікель, вуглярод, марганец і азот.Стабілізатарамі ферыту з'яўляюцца хром, крэмній, малібдэн і ніёбій.Балансаванне легіруючых элементаў кантралюе колькасць ферыту ў метале шва.
Аўстэнітныя маркі зварваюцца больш лёгка і здавальняюча, чым тыя, якія змяшчаюць менш за 5% нікеля.Зварныя злучэнні, вырабленыя з аўстэнітнай нержавеючай сталі, трывалыя, пластычныя і цвёрдыя ў зварным стане.Звычайна яны не патрабуюць папярэдняга нагрэву або тэрмічнай апрацоўкі пасля зваркі.Аўстэнітныя маркі складаюць прыкладна 80% нержавеючай зварной сталі, і гэты ўступны артыкул прысвечана ім.
Табліца 1: Тыпы нержавеючай сталі і ўтрыманне ў іх хрому і нікеля.
tstart{c,80%}
thead{Тып|% Хром|% Нікель|Тыпы}
tdata{аўстэніт|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Мартэнсітны|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{ферытны|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Дуплекс|18 - 28%|4 - 8%|2205}
даглядаць{}
Як правільна выбраць прысадкавы нержавеючы метал
Калі асноўны матэрыял у абедзвюх пласцінах аднолькавы, першапачатковым кіруючым прынцыпам было: "Пачніце з супадзення базавага матэрыялу".Гэта добра працуе ў некаторых выпадках;каб далучыцца да тыпу 310 або 316, абярыце адпаведны тып напаўняльніка.
Каб злучыць розныя матэрыялы, прытрымлівайцеся гэтага кіруючага прынцыпу: «выбірайце напаўняльнік, які адпавядае матэрыялу з большай колькасцю сплаваў».Каб злучыць 304 з 316, абярыце напаўняльнік 316.
На жаль, "правіла супадзення" мае так шмат выключэнняў, што лепшы прынцып: пракансультуйцеся з табліцай выбару прысадка.Напрыклад, тып 304 - гэта найбольш распаўсюджаны асноўны матэрыял з нержавеючай сталі, але ніхто не прапануе электрод тыпу 304.
Як зварваць нержавеючую сталь тыпу 304 без электрода тыпу 304
Каб зварваць нержавеючую сталь тыпу 304, выкарыстоўвайце напаўняльнік тыпу 308, паколькі дадатковыя легіруючыя элементы ў тыпе 308 лепш стабілізуюць зону зваркі.
Аднак 308L таксама з'яўляецца прымальным напаўняльнікам.Абазначэнне 'L' пасля любога тыпу паказвае на нізкае ўтрыманне вугляроду.Нержавеючая сталь тыпу 3XXL мае ўтрыманне вугляроду 0,03% або менш, у той час як стандартная нержавеючая сталь тыпу 3XX можа мець максімальнае ўтрыманне вугляроду 0,08%.
Паколькі напаўняльнік тыпу L падпадае пад тую ж класіфікацыю, што і прадукт не-L, вытворцы могуць і павінны настойліва разгледзець магчымасць выкарыстання напаўняльніка тыпу L, таму што меншае ўтрыманне вугляроду зніжае рызыку міжкрысталічнай карозіі.Фактычна, аўтары сцвярджаюць, што напаўняльнік тыпу L будзе выкарыстоўвацца больш шырока, калі вытворцы проста абновяць свае працэдуры.
Вытворцы, якія выкарыстоўваюць працэс GMAW, могуць таксама разгледзець магчымасць выкарыстання напаўняльніка тыпу 3XXSi, паколькі дабаўленне крэмнію паляпшае намаканне.У сітуацыях, калі зварны шво мае высокі або шурпаты вянок, або калі зварачная лужына дрэнна ўмацоўваецца ў нагах кутняга або нахлесточного злучэння, выкарыстанне электрода GMAW тыпу Si можа згладзіць зварны вал і спрыяць лепшаму плаўленню.
Калі асадак карбіду выклікае занепакоенасць, разгледзьце напаўняльнік тыпу 347, які змяшчае невялікую колькасць ніобію.
Як зварыць нержавеючую сталь з вугляродзістай сталі
Такая сітуацыя ўзнікае ў выпадках, калі адна частка канструкцыі патрабуе ўстойлівага да карозіі вонкавага боку, злучанага з канструкцыйным элементам з вугляродзістай сталі, каб знізіць кошт.Пры злучэнні базавага матэрыялу без легіруючых элементаў з базавым матэрыялам з легіруючымі элементамі выкарыстоўвайце звышлегіраваны напаўняльнік, каб разбаўленне металу зварнога шва збалансавала або было больш легіраваным, чым нержавеючы асноўны метал.
Для злучэння вугляродзістай сталі з тыпам 304 або 316, а таксама для злучэння розных нержавеючых сталей у большасці выпадкаў варта выкарыстоўваць электрод тыпу 309L.Калі патрабуецца больш высокае ўтрыманне Cr, разгледзьце тып 312.
У якасці папярэджання: аўстэнітная нержавеючая сталь мае хуткасць пашырэння прыкладна на 50 працэнтаў большую, чым у вугляродзістай сталі.Пры злучэнні розная хуткасць пашырэння можа выклікаць расколіны з-за ўнутраных напружанняў, калі не выкарыстоўваецца адпаведны электрод і працэдура зваркі.
Выкарыстоўвайце правільныя працэдуры ачысткі пры падрыхтоўцы зварных швоў
Як і з іншымі металамі, спачатку выдаліце алей, змазку, маркіроўку і бруд нехлараваным растваральнікам.Пасля гэтага асноўнае правіла падрыхтоўкі зварных швоў з нержавеючай сталі - "Пазбягайце забруджвання вугляродзістай сталі, каб прадухіліць карозію".Некаторыя кампаніі выкарыстоўваюць асобныя будынкі для сваіх «цэхаў з нержавеючай сталі» і «цэхаў з вугляроду», каб прадухіліць перакрыжаванае забруджванне.
Пазначце шліфавальныя кругі і нержавеючыя шчоткі як «толькі з нержавеючай» пры падрыхтоўцы краёў для зваркі.Некаторыя працэдуры патрабуюць ачысткі на два цалі ад сустава.Падрыхтоўка злучэння таксама больш важная, бо кампенсаваць неадпаведнасці пры маніпуляцыях з электродам цяжэй, чым пры выкарыстанні вугляродзістай сталі.
Выкарыстоўвайце правільную працэдуру ачысткі пасля зваркі, каб прадухіліць іржу
Для пачатку ўспомніце, што робіць нержавеючую сталь нержавеючай: рэакцыя хрому з кіслародам з адукацыяй ахоўнага пласта аксіду хрому на паверхні матэрыялу.Нержавеючая сталь іржавее з-за выпадзення карбіду (гл. ніжэй) і таму, што працэс зваркі награвае метал шва да такой ступені, што аксід ферыту можа ўтварыцца на паверхні шва.Застаўшыся ў зварным стане, цалкам трывалы зварны шво можа паказаць «дарожкі іржы» на межах зоны тэрмічнага ўздзеяння менш чым за 24 гадзіны.
Каб новы пласт чыстага аксіду хрому мог належным чынам адфармавацца, нержавеючая сталь патрабуе ачысткі пасля зваркі шляхам паліроўкі, траўлення, шліфоўкі або чысткі.Зноў жа, выкарыстоўвайце шліфавальныя машынкі і шчоткі, прызначаныя для гэтай задачы.
Чаму зварачны дрот з нержавеючай сталі магнітны?
Цалкам аўстэнітная нержавеючая сталь немагнітная.Аднак тэмпература зваркі стварае адносна буйную зярністасць у мікраструктуры, што прыводзіць да адчувальнасці зварнога шва да расколін.Каб паменшыць адчувальнасць да гарачага парэпання, вытворцы электродаў дадаюць легіруючыя элементы, у тым ліку ферыт.Ферытная фаза робіць аўстэнітныя збожжа значна больш дробнымі, таму зварны шво становіцца больш устойлівым да расколін.
Магніт не будзе прыліпаць да шпулі з аўстэнітнага нержавеючага напаўняльніка, але чалавек, які трымае магніт, можа адчуць лёгкае пацягванне з-за захаванага ферыту.На жаль, гэта прымушае некаторых карыстальнікаў думаць, што іх прадукт быў няправільна маркіраваны або яны выкарыстоўваюць ня той прысадкавы метал (асабліва калі яны сарвалі этыкетку з драцянога кошыка).
Правільная колькасць ферыту ў электродзе залежыць ад працоўнай тэмпературы прымянення.Напрыклад, занадта вялікая колькасць ферыту прыводзіць да страты трываласці зварнога шва пры нізкіх тэмпературах.Такім чынам, напаўняльнік тыпу 308 для трубаправодаў СПГ мае ферытавае лік ад 3 да 6 у параўнанні з ферытавым лікам 8 для стандартнага напаўняльніка тыпу 308.Карацей кажучы, прысадныя металы спачатку могуць здацца падобнымі, але невялікія адрозненні ў складзе важныя.
Ці ёсць просты спосаб зваркі дуплекснай нержавеючай сталі?
Як правіла, дуплексная нержавеючая сталь мае мікраструктуру, якая складаецца прыкладна з 50% ферыту і 50% аўстэніту.Прасцей кажучы, ферыт забяспечвае высокую трываласць і пэўную ўстойлівасць да каразійнага расколіны пад напругай, у той час як аўстэніт забяспечвае добрую трываласць.Дзве фазы ў спалучэнні надаюць дуплекснай сталі іх прывабныя ўласцівасці.Даступны шырокі асартымент дуплекснай нержавеючай сталі, найбольш распаўсюджанай з'яўляецца тып 2205;гэта змяшчае 22% хрому, 5% нікеля, 3% малібдэна і 0,15% азоту.
Пры зварцы дуплекснай нержавеючай сталі могуць узнікнуць праблемы, калі ў метале зварнога шва занадта шмат ферыту (цяпло ад дугі прымушае атамы размяшчацца ў ферытавай матрыцы).Каб кампенсаваць гэта, прысадныя металы павінны спрыяць аўстэнітнай структуры з больш высокім утрыманнем сплаву, звычайна на 2-4% больш нікеля, чым у асноўным метале.Напрыклад, парашковая дрот для зваркі тыпу 2205 можа мець 8,85% нікеля.
Пажаданае ўтрыманне ферыту можа вагацца ад 25 да 55% пасля зваркі (але можа быць і вышэй).Звярніце ўвагу, што хуткасць астуджэння павінна быць дастаткова нізкай, каб дазволіць аўстэніту рэфармавацца, але не настолькі павольнай, каб стварыць інтэрметалідныя фазы, і не занадта хуткай, каб стварыць лішак ферыту ў зоне тэрмічнага ўздзеяння.Выконвайце рэкамендаваныя вытворцам працэдуры для працэсу зваркі і абранага прысадка.
Рэгуляванне параметраў пры зварцы нержавеючай сталі
Для вытворцаў, якія пастаянна рэгулююць параметры (напружанне, сілу току, даўжыню дугі, індуктыўнасць, шырыню імпульсу і г.д.) пры зварцы нержавеючай сталі, звычайнай віной з'яўляецца неадпаведны склад прысадачнага металу.Улічваючы важнасць легіруючых элементаў, варыяцыі хімічнага складу ад партыі да партыі могуць аказаць прыкметны ўплыў на характарыстыкі зваркі, напрыклад, дрэннае змочванне або цяжкае вылучэнне дзындры.Варыяцыі дыяметра электрода, чысціні паверхні, ліцця і спіралі таксама ўплываюць на прадукцыйнасць пры GMAW і FCAW.
Кантроль кантрольнага выпадзення карбіду ў аўстэнітнай нержавеючай сталі
Пры тэмпературах у дыяпазоне 426-871degC утрыманне вугляроду, якое перавышае 0,02%, мігруе да межаў зерняў аўстэнітнай структуры, дзе рэагуе з хромам з адукацыяй карбіду хрому.Калі хром звязаны з вугляродам, ён недаступны для ўстойлівасці да карозіі.Пры ўздзеянні агрэсіўнага асяроддзя ўзнікае міжкрышталітная карозія, якая дазваляе раз'ядаць межы зерняў.
Каб кантраляваць выпадзенне карбіду, падтрымлівайце ўтрыманне вугляроду як мага ніжэй (максімум 0,04%), зварваючы электродамі з нізкім утрыманнем вугляроду.Вуглярод таксама можа быць звязаны ніобіем (раней калумбій) і тытанам, якія маюць больш моцнае сродства да вугляроду, чым хром.Для гэтага вырабляюцца электроды тыпу 347.
Як падрыхтавацца да абмеркавання выбару прысадка
Як мінімум, збярыце інфармацыю аб канчатковым выкарыстанні зварной дэталі, уключаючы асяроддзе эксплуатацыі (асабліва працоўныя тэмпературы, уздзеянне каразійных элементаў і ступень чаканай устойлівасці да карозіі) і жаданы тэрмін службы.Інфармацыя аб неабходных механічных уласцівасцях у працоўных умовах вельмі дапамагае, уключаючы трываласць, трываласць, пластычнасць і стомленасць.
Большасць вядучых вытворцаў электродаў прадастаўляюць даведнікі па выбары прысадачнага металу, і аўтары не могуць перабольшваць гэты момант: пракансультуйцеся з кіраўніцтвам па прымяненні прысадка або звярніцеся да тэхнічных экспертаў вытворцы.Яны там, каб дапамагчы з выбарам правільнага электрода з нержавеючай сталі.
Каб атрымаць дадатковую інфармацыю аб прысадкавых металах з нержавеючай сталі TYUE і звязацца з экспертамі кампаніі за парадай, перайдзіце на сайт www.tyuelec.com.
Час публікацыі: 23 снежня 2022 г