Ky artikull nga Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. shpjegon se çfarë duhet të merret në konsideratë kur specifikohen metalet mbushëse për saldimin e çelikut inox.
Aftësitë që e bëjnë çelikun inox kaq tërheqës - aftësia për të përshtatur vetitë e tij mekanike dhe rezistenca ndaj korrozionit dhe oksidimit - gjithashtu rrisin kompleksitetin e zgjedhjes së një metali mbushës të përshtatshëm për saldim. Për çdo kombinim të caktuar të materialeve bazë, çdo njëri nga disa lloje elektrodash mund të jetë i përshtatshëm, varësisht nga çështjet e kostos, kushtet e shërbimit, vetitë mekanike të dëshiruara dhe një mori çështjesh që lidhen me saldimin.
Ky artikull ofron sfondin e nevojshëm teknik për t'i dhënë lexuesit një vlerësim për kompleksitetin e temës dhe më pas u përgjigjet disa prej pyetjeve më të zakonshme që u bëhen furnizuesve të metaleve mbushëse. Ai përcakton udhëzime të përgjithshme për zgjedhjen e metaleve mbushëse të përshtatshme prej çeliku inox - dhe më pas shpjegon të gjitha përjashtimet nga këto udhëzime! Artikulli nuk mbulon procedurat e saldimit, pasi kjo është një temë për një artikull tjetër.
Katër klasa, elementë të shumtë aliazhesh
Ekzistojnë katër kategori kryesore të çelikut inox:
austenitik
martensitik
feritik
Dupleks
Emrat rrjedhin nga struktura kristalore e çelikut që normalisht gjendet në temperaturën e dhomës. Kur çeliku me karbon të ulët nxehet mbi 912 gradë Celsius, atomet e çelikut riorganizohen nga struktura e quajtur ferrit në temperaturën e dhomës në strukturën kristalore të quajtur austenit. Me ftohje, atomet kthehen në strukturën e tyre origjinale, ferrit. Struktura e temperaturës së lartë, austeniti, është jo-magnetike, plastike dhe ka forcë më të ulët dhe duktilitet më të madh se forma e ferritit në temperaturën e dhomës.
Kur çelikut i shtohet më shumë se 16% krom, struktura kristalore e temperaturës së dhomës, ferriti, stabilizohet dhe çeliku mbetet në gjendje ferritike në të gjitha temperaturat. Prandaj emri çelik inox feritik i është dhënë kësaj baze aliazh. Kur çelikut i shtohen më shumë se 17% krom dhe 7% nikel, struktura kristalore e çelikut në temperaturë të lartë, austeniti, stabilizohet në mënyrë që të vazhdojë në të gjitha temperaturat, nga më të ulëtat deri në pothuajse shkrirje.
Çeliku inox austenitik zakonisht quhet lloji 'krom-nikel', dhe çelikët martensitikë dhe ferritikë quhen zakonisht llojet 'kromi i drejtë'. Disa elementë aliazhues të përdorur në çelikët inox dhe metalet e saldimit sillen si stabilizues të austenitit dhe të tjerë si stabilizues të ferritit. Stabilizuesit më të rëndësishëm të austenitit janë nikeli, karboni, mangani dhe azoti. Stabilizuesit e ferritit janë kromi, silici, molibdeni dhe niobiumi. Balancimi i elementëve aliazhues kontrollon sasinë e ferritit në metalin e saldimit.
Notat austenitike saldohen më lehtë dhe në mënyrë të kënaqshme sesa ato që përmbajnë më pak se 5% nikel. Lidhjet e saldimit të prodhuara në çelik inox austenitik janë të forta, të dukshme dhe të forta në gjendjen e tyre të salduar. Ato normalisht nuk kërkojnë parangrohje ose trajtim termik pas saldimit. Notat austenitike përbëjnë afërsisht 80% të çelikut inox të salduar, dhe ky artikull hyrës përqendrohet shumë në to.
Tabela 1: Llojet e çelikut inox dhe përmbajtja e tyre e kromit dhe nikelit.
tstart{c,80%}
thead{Lloji|% Kromi|% Nikeli|Llojet}
tdata{Austenitik|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensitik|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Ferritik|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Duplex|18 - 28%|4 - 8%|2205}
prirem{}
Si të zgjidhni mbushësin e duhur prej çeliku inox
Nëse materiali bazë në të dyja pllakat është i njëjtë, parimi fillestar udhëzues ishte, 'Filloni duke përputhur materialin bazë.' Kjo funksionon mirë në disa raste; për të bashkuar Tipin 310 ose 316, zgjidhni Tipin e mbushësit përkatës.
Për të bashkuar materiale të ndryshme, ndiqni këtë parim udhëzues: 'zgjidhni një mbushës që përputhet me materialin më të lidhur me aliazhe të tjera'. Për të bashkuar materialet 304 me 316, zgjidhni një mbushës 316.
Fatkeqësisht, 'rregulli i përputhjes' ka kaq shumë përjashtime sa një parim më i mirë është, Konsultohuni me një tabelë përzgjedhjeje të metalit mbushës. Për shembull, Tipi 304 është materiali bazë më i zakonshëm i çelikut inox, por askush nuk ofron një elektrodë Tipi 304.
Si të bashkohet çeliku inox i tipit 304 pa një elektrodë të tipit 304
Për të salduar çelikun inox të Tipit 304, përdorni mbushësin e Tipit 308, pasi elementët shtesë të aliazhit në Tipin 308 do ta stabilizojnë më mirë zonën e saldimit.
Megjithatë, 308L është gjithashtu një mbushës i pranueshëm. Emërtimi 'L' pas çdo Tipi tregon përmbajtje të ulët karboni. Një çelik inox i Tipit 3XXL ka një përmbajtje karboni prej 0.03% ose më pak, ndërsa çelik inox standard i Tipit 3XX mund të ketë një përmbajtje maksimale karboni prej 0.08%.
Meqenëse një mbushës i Tipit L bie në të njëjtin klasifikim si produkti jo-L, prodhuesit mund dhe duhet ta marrin në konsideratë përdorimin e një mbushësi të Tipit L, sepse përmbajtja më e ulët e karbonit zvogëlon rrezikun e problemeve të korrozionit ndërgranular. Në fakt, autorët pohojnë se mbushësi i Tipit L do të përdorej më gjerësisht nëse prodhuesit thjesht do të përditësonin procedurat e tyre.
Fabrikuesit që përdorin procesin GMAW mund të duan gjithashtu të marrin në konsideratë përdorimin e një mbushësi të Tipit 3XXSi, pasi shtimi i silikonit përmirëson lagësinë. Në situatat kur saldimi ka një kurorë të lartë ose të ashpër, ose kur pellgu i saldimit nuk lidhet mirë në majat e një bashkimi fileto ose të rrethuar, përdorimi i një elektrode Si të Tipit GMAW mund ta lëmojë rruazën e saldimit dhe të nxisë bashkim më të mirë.
Nëse precipitimi i karbidit është shqetësim, merrni në konsideratë një mbushës të Tipit 347, i cili përmban një sasi të vogël niobiumi.
Si të bashkoni çelik inox me çelik karboni
Kjo situatë ndodh në aplikimet ku një pjesë e një strukture kërkon një sipërfaqe të jashtme rezistente ndaj korrozionit të bashkuar me një element strukturor çeliku karboni për të ulur koston. Kur bashkoni një material bazë pa elementë aliazhues me një material bazë me elementë aliazhues, përdorni një mbushës të mbi-aliazhuar në mënyrë që hollimi brenda metalit të saldimit të balancohet ose të jetë më i aliazhuar se metali bazë i çelikut të pandryshkshëm.
Për bashkimin e çelikut të karbonit me Tipin 304 ose 316, si dhe për bashkimin e çelikëve inox të ndryshëm, merrni në konsideratë një elektrodë të Tipit 309L për shumicën e aplikimeve. Nëse dëshirohet një përmbajtje më e lartë e Cr, merrni në konsideratë Tipin 312.
Si shënim paralajmërues, çelikët inox austenitë shfaqin një shkallë zgjerimi që është rreth 50 për qind më e madhe se ajo e çelikut të karbonit. Kur bashkohen, shkallët e ndryshme të zgjerimit mund të shkaktojnë çarje për shkak të streseve të brendshme, përveç nëse përdoret procedura e duhur e elektrodës dhe saldimit.
Përdorni procedurat e duhura të pastrimit të përgatitjes së saldimit
Ashtu si me metalet e tjera, së pari hiqni vajin, yndyrat, shenjat dhe papastërtitë me një tretës jo të kloruar. Pas kësaj, rregulli kryesor i përgatitjes së saldimit prej çeliku inox është "Shmangni ndotjen nga çeliku i karbonit për të parandaluar korrozionin". Disa kompani përdorin ndërtesa të ndara për "punishten e tyre të çelikut të karbonit" dhe "punishten e karbonit" për të parandaluar ndotjen e kryqëzuar.
Përcaktoni rrotat e bluarjes dhe furçat prej çeliku inox si 'vetëm prej çeliku inox' kur përgatitni skajet për saldim. Disa procedura kërkojnë pastrimin dy inç larg nga nyja. Përgatitja e nyjës është gjithashtu më kritike, pasi kompensimi i mospërputhjeve me manipulimin e elektrodave është më i vështirë sesa me çelikun e karbonit.
Përdorni procedurën e saktë të pastrimit pas saldimit për të parandaluar ndryshkun
Për të filluar, mbani mend se çfarë e bën një çelik inox të tillë: reagimi i kromit me oksigjenin për të formuar një shtresë mbrojtëse të oksidit të kromit në sipërfaqen e materialit. Çeliku inox ndryshket për shkak të reshjeve të karbidit (shih më poshtë) dhe sepse procesi i saldimit e ngroh metalin e saldimit deri në pikën ku oksidi ferritik mund të formohet në sipërfaqen e saldimit. Nëse lihet në gjendjen e salduar, një saldim i përsosur mund të tregojë 'gjurmë ndryshku' në kufijtë e zonës së prekur nga nxehtësia në më pak se 24 orë.
Që një shtresë e re e oksidit të pastër të kromit të mund të riformohet siç duhet, çeliku inox kërkon pastrim pas saldimit me anë të lustrimit, marinimit, bluarjes ose fërkimit me furçë. Përsëri, përdorni mulli dhe furça të dedikuara për këtë detyrë.
Pse teli i saldimit prej çeliku inox është magnetik?
Çeliku inox plotësisht austenitik është jo-magnetik. Megjithatë, temperaturat e saldimit krijojnë një kokërr relativisht të madhe në mikrostrukturë, gjë që rezulton në ndjeshmërinë e saldimit ndaj çarjeve. Për të zbutur ndjeshmërinë ndaj çarjeve të nxehta, prodhuesit e elektrodave shtojnë elementë aliazhues, duke përfshirë ferritin. Faza e ferritit bën që kokrrat austenitike të jenë shumë më të imëta, kështu që saldimi bëhet më rezistent ndaj çarjeve.
Një magnet nuk do të ngjitet në një bobinë me mbushës austenitik prej çeliku inox, por një person që mban një magnet mund të ndiejë një tërheqje të lehtë për shkak të ferritit të mbetur. Fatkeqësisht, kjo i bën disa përdorues të mendojnë se produkti i tyre është etiketuar gabimisht ose se po përdorin metalin mbushës të gabuar (sidomos nëse e kanë grisur etiketën nga shporta e telit).
Sasia e saktë e ferritit në një elektrodë varet nga temperatura e shërbimit të aplikimit. Për shembull, shumë ferrit bën që saldimi të humbasë fortësinë e tij në temperatura të ulëta. Kështu, mbushësi i Tipit 308 për një aplikim në tubacione LNG ka një numër ferriti midis 3 dhe 6, krahasuar me një numër ferriti prej 8 për mbushësin standard të Tipit 308. Shkurt, metalet mbushëse mund të duken të ngjashme në fillim, por ndryshimet e vogla në përbërje janë të rëndësishme.
A ka ndonjë mënyrë të lehtë për të salduar çelik inox dupleks?
Zakonisht, çelikët inox dupleks kanë një mikrostrukturë që përbëhet nga afërsisht 50% ferrit dhe 50% austenit. Me fjalë të thjeshta, ferriti ofron rezistencë të lartë dhe njëfarë rezistence ndaj çarjeve nga korrozioni i stresit, ndërsa austeniti ofron fortësi të mirë. Dy fazat në kombinim u japin çelikëve dupleks vetitë e tyre tërheqëse. Një gamë e gjerë çelikësh inox dupleks janë në dispozicion, ku më i zakonshmi është Tipi 2205; ky përmban 22% krom, 5% nikel, 3% molibden dhe 0.15% azot.
Kur saldohet çelik inox dupleks, mund të lindin probleme nëse metali i saldimit ka shumë ferrit (nxehtësia nga harku bën që atomet të rregullohen në një matricë ferriti). Për të kompensuar, metalet mbushëse duhet të nxisin strukturën austenitike me përmbajtje më të lartë të aliazhit, zakonisht 2 deri në 4% më shumë nikel sesa në metalin bazë. Për shembull, teli me bërthamë fluksi për saldim Tipi 2205 mund të ketë 8.85% nikel.
Përmbajtja e dëshiruar e ferritit mund të variojë nga 25 në 55% pas saldimit (por mund të jetë më e lartë). Vini re se shkalla e ftohjes duhet të jetë mjaftueshëm e ngadaltë për të lejuar që austeniti të riformohet, por jo aq e ngadaltë sa të krijojë faza ndërmetalike, as shumë e shpejtë sa të krijojë ferrit të tepërt në zonën e prekur nga nxehtësia. Ndiqni procedurat e rekomanduara nga prodhuesi për procesin e saldimit dhe metalin mbushës të zgjedhur.
Rregullimi i parametrave gjatë saldimit të çelikut inox
Për prodhuesit që rregullojnë vazhdimisht parametrat (tensionin, amperazhin, gjatësinë e harkut, induktancën, gjerësinë e pulsit, etj.) kur saldojnë çelik inox, fajtori tipik është përbërja jokonsistente e metalit mbushës. Duke pasur parasysh rëndësinë e elementëve aliazhues, ndryshimet nga një grup në tjetrin në përbërjen kimike mund të kenë një ndikim të dukshëm në performancën e saldimit, siç është lagja e dobët ose çlirimi i vështirë i skorjeve. Ndryshimet në diametrin e elektrodës, pastërtinë e sipërfaqes, derdhjen dhe spiralen gjithashtu ndikojnë në performancën në aplikimet GMAW dhe FCAW.
Kontrollimi i reshjeve të karbidit në çelik inox austenitik
Në temperaturat në diapazonin 426-871 gradë C, përmbajtja e karbonit që tejkalon 0.02% migron në kufijtë e kokrrizave të strukturës austenitike, ku reagon me kromin për të formuar karabit të kromit. Nëse kromi lidhet me karbonin, ai nuk është i disponueshëm për rezistencë ndaj korrozionit. Kur ekspozohet ndaj një mjedisi gërryes, rezulton korrozioni ndërgranular, duke lejuar që kufijtë e kokrrizave të shkatërrohen.
Për të kontrolluar reshjet e karbidit, mbajeni përmbajtjen e karbonit sa më të ulët të jetë e mundur (maksimumi 0.04%) duke salduar me elektroda me karbon të ulët. Karboni mund të lidhet edhe nga niobiumi (më parë kolumbiumi) dhe titaniumi, të cilët kanë një afinitet më të fortë për karbonin sesa kromi. Elektrodat e tipit 347 janë bërë për këtë qëllim.
Si të përgatiteni për një diskutim rreth përzgjedhjes së metalit mbushës
Së paku, mblidhni informacion mbi përdorimin përfundimtar të pjesës së salduar, duke përfshirë mjedisin e shërbimit (veçanërisht temperaturat e funksionimit, ekspozimin ndaj elementëve gërryes dhe shkallën e rezistencës së pritur ndaj korrozionit) dhe jetëgjatësinë e dëshiruar të shërbimit. Informacioni mbi vetitë mekanike të kërkuara në kushtet e funksionimit ndihmon shumë, duke përfshirë forcën, fortësinë, duktilitetin dhe lodhjen.
Shumica e prodhuesve kryesorë të elektrodave ofrojnë udhëzues për përzgjedhjen e metalit mbushës, dhe autorët nuk mund ta teprojnë me këtë pikë: konsultohuni me një udhëzues për aplikimet e metalit mbushës ose kontaktoni ekspertët teknikë të prodhuesit. Ata janë aty për të ndihmuar në zgjedhjen e elektrodës së duhur prej çeliku inox.
Për më shumë informacion rreth metaleve mbushëse prej çeliku inox të TYUE dhe për të kontaktuar ekspertët e kompanisë për këshilla, vizitoni www.tyuelec.com.
Koha e postimit: 23 dhjetor 2022