Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd.'nin bu makalesi, paslanmaz çeliğin kaynağı için dolgu metallerini belirlerken nelerin dikkate alınması gerektiğini açıklamaktadır.
Paslanmaz çeliği bu kadar çekici kılan yetenekler - mekanik özelliklerini ve korozyona ve oksidasyona karşı direncini uyarlama yeteneği - ayrıca kaynak için uygun bir dolgu metali seçmenin karmaşıklığını da artırır.Herhangi bir temel malzeme kombinasyonu için, maliyet sorunlarına, hizmet koşullarına, istenen mekanik özelliklere ve kaynakla ilgili bir dizi soruna bağlı olarak çeşitli elektrot tiplerinden herhangi biri uygun olabilir.
Bu makale, okuyucunun konunun karmaşıklığını takdir etmesini sağlamak için gerekli teknik arka planı sağlar ve ardından dolgu metali tedarikçilerine sorulan en yaygın soruların bazılarını yanıtlar.Uygun paslanmaz çelik dolgu metallerinin seçilmesi için genel yönergeler oluşturur ve ardından bu yönergelerin tüm istisnalarını açıklar!Bu yazı başka bir yazının konusu olduğundan kaynak işlemlerini kapsamamaktadır.
Dört sınıf, çok sayıda alaşım elementi
Dört ana paslanmaz çelik kategorisi vardır:
östenitik
martensitik
ferritik
dubleks
İsimler, normalde oda sıcaklığında bulunan çeliğin kristal yapısından türetilmiştir.Düşük karbonlu çelik 912degC'nin üzerine ısıtıldığında, çeliğin atomları oda sıcaklığında ferrit adı verilen yapıdan östenit adı verilen kristal yapıya yeniden düzenlenir.Soğuduğunda, atomlar orijinal yapıları olan ferrite geri dönerler.Yüksek sıcaklık yapısı, östenit, manyetik değildir, plastiktir ve ferritin oda sıcaklığındaki formuna göre daha düşük mukavemete ve daha fazla sünekliğe sahiptir.
Çeliğe %16'dan fazla krom eklendiğinde, oda sıcaklığında kristal yapı olan ferrit stabilize olur ve çelik tüm sıcaklıklarda ferritik durumda kalır.Bu nedenle, bu alaşım tabanına ferritik paslanmaz çelik adı verilir.Çeliğe %17'den fazla krom ve %7 nikel eklendiğinde, çeliğin yüksek sıcaklıkta kristal yapısı olan östenit, en düşük sıcaklıktan neredeyse erimeye kadar tüm sıcaklıklarda devam edecek şekilde stabilize edilir.
Östenitik paslanmaz çelik genellikle 'krom-nikel' tipi olarak adlandırılır ve martensitik ve ferritik çelikler genellikle 'düz krom' tipleri olarak adlandırılır.Paslanmaz çeliklerde ve kaynak metallerinde kullanılan bazı alaşım elementleri ostenit stabilizatörü, diğerleri ise ferrit stabilizatörü gibi davranır.En önemli östenit stabilizatörleri nikel, karbon, manganez ve nitrojendir.Ferrit stabilizatörleri krom, silikon, molibden ve niyobyumdur.Alaşım elementlerinin dengelenmesi, kaynak metalindeki ferrit miktarını kontrol eder.
Östenitik kaliteler, %5'ten az nikel içerenlere göre daha kolay ve tatmin edici şekilde kaynaklanır.Östenitik paslanmaz çeliklerde üretilen kaynak bağlantıları, kaynaklanmış durumdayken güçlü, sünek ve toktur.Normalde ön ısıtma veya kaynak sonrası ısıl işlem gerektirmezler.Östenitik kaliteler, kaynaklı paslanmaz çeliğin yaklaşık %80'ini oluşturur ve bu giriş makalesi ağırlıklı olarak bunlara odaklanır.
Tablo 1: Paslanmaz çelik türleri ve bunların krom ve nikel içerikleri.
tstart{c,80%}
thead{Tür|% Krom|% Nikel|Türler}
tdata{Östenitik|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{Dubleks|18 - 28%|4 - 8%|2205}
eğilimli olma{}
Doğru paslanmaz dolgu metali nasıl seçilir
Her iki plakadaki temel malzeme aynıysa, orijinal yol gösterici ilke, 'Temel malzemeyi eşleştirerek başlayın' idi.Bu, bazı durumlarda işe yarar;Tip 310 veya 316'ya katılmak için ilgili dolgu Tipini seçin.
Farklı malzemeleri birleştirmek için şu yol gösterici ilkeyi izleyin: 'daha yüksek alaşımlı malzemeye uygun bir dolgu maddesi seçin.'304'ü 316'ya birleştirmek için bir 316 doldurucu seçin.
Ne yazık ki, "eşleşme kuralı"nın o kadar çok istisnası vardır ki, daha iyi bir ilke, bir dolgu metali seçim tablosuna başvurun.Örneğin, Tip 304 en yaygın paslanmaz çelik taban malzemesidir, ancak hiç kimse Tip 304 elektrot sunmaz.
Tip 304 paslanmaz çelik Tip 304 elektrot olmadan nasıl kaynak yapılır?
Tip 304 paslanmazı kaynaklamak için Tip 308 dolgu maddesi kullanın, çünkü Tip 308'deki ek alaşım elementleri kaynak alanını daha iyi dengeleyecektir.
Ancak 308L de kabul edilebilir bir dolgu maddesidir.Herhangi bir Tipten sonraki 'L' işareti, düşük karbon içeriğini gösterir.Tip 3XXL paslanmaz, %0,03 veya daha az karbon içeriğine sahipken standart Tip 3XX paslanmaz, maksimum %0,08 karbon içeriğine sahip olabilir.
Bir L Tipi dolgu maddesi, L olmayan ürünle aynı sınıflandırmaya girdiğinden, imalatçılar bir L Tipi dolgu maddesi kullanabilirler ve kesinlikle düşünmelidirler çünkü daha düşük karbon içeriği, taneler arası korozyon sorunları riskini azaltır.Aslında, yazarlar, fabrikatörler prosedürlerini basit bir şekilde güncellerse, Tip L dolgu maddesinin daha yaygın olarak kullanılacağını iddia ediyorlar.
GMAW işlemini kullanan imalatçılar, silikon eklenmesi ıslanmayı iyileştirdiğinden, Tip 3XXSi dolgu maddesi kullanmayı da düşünmek isteyebilir.Kaynağın tepesinin yüksek veya pürüzlü olduğu durumlarda veya kaynak birikintisinin bir iç köşe veya bindirmeli bağlantının uçlarında iyi bağlanmadığı durumlarda, Si Tipi GMAW elektrodunun kullanılması kaynak dikişini düzleştirebilir ve daha iyi kaynaşmayı teşvik edebilir.
Karbür çökelmesi söz konusuysa, az miktarda niyobyum içeren bir Tip 347 dolgu maddesi düşünün.
Paslanmaz çelik karbon çeliğe nasıl kaynak yapılır
Bu durum, bir yapının bir bölümünün, maliyeti düşürmek için bir karbon çeliği yapı elemanına birleştirilmiş korozyona dayanıklı bir dış yüz gerektirdiği uygulamalarda ortaya çıkar.Alaşım elementleri içermeyen bir ana malzemeyi alaşım elementleri olan bir ana malzemeye birleştirirken, aşırı alaşımlı bir dolgu maddesi kullanın, böylece kaynak metali içindeki seyreltme dengelenir veya paslanmaz ana metalden daha yüksek alaşımlıdır.
Karbon çeliği Tip 304 veya 316'ya birleştirmek ve farklı paslanmaz çelikleri birleştirmek için çoğu uygulama için bir Tip 309L elektrodu düşünün.Daha yüksek bir Cr içeriği isteniyorsa, Tip 312'yi düşünün.
Uyarıcı bir not olarak, östenitik paslanmaz çelikler, karbon çeliğinden yaklaşık yüzde 50 daha yüksek bir genleşme oranı sergiler.Birleştirildiğinde, farklı genleşme oranları, uygun elektrot ve kaynak prosedürü kullanılmadığı takdirde iç gerilimler nedeniyle çatlamaya neden olabilir.
Doğru kaynak hazırlığı temizleme prosedürlerini kullanın
Diğer metallerde olduğu gibi, önce yağı, gresi, işaretleri ve kiri klorsuz bir çözücü ile çıkarın.Bundan sonra, paslanmaz kaynak hazırlığının birincil kuralı 'Korozyonu önlemek için karbon çeliğinden kaynaklanan kirlenmeden kaçının'dır.Bazı şirketler çapraz kontaminasyonu önlemek için 'paslanmaz atölyesi' ve 'karbon atölyesi' için ayrı binalar kullanıyor.
Kenarları kaynak için hazırlarken taşlama taşlarını ve paslanmaz fırçaları 'yalnızca paslanmaz' olarak belirleyin.Bazı prosedürler, eklemden iki inç geriye doğru temizlik yapılmasını gerektirir.Elektrot manipülasyonu ile tutarsızlıkları telafi etmek karbon çeliğinden daha zor olduğundan eklem hazırlığı da daha kritiktir.
Paslanmayı önlemek için doğru kaynak sonrası temizleme prosedürünü kullanın
Başlamak için, paslanmaz çeliği neyin paslanmaz yaptığını hatırlayın: kromun oksijenle reaksiyona girerek malzemenin yüzeyinde koruyucu bir krom oksit tabakası oluşturması.Paslanmaz, karbür çökelmesi nedeniyle (aşağıya bakın) ve kaynak işlemi kaynak metalini, kaynak yüzeyinde ferritik oksit oluşabilen noktaya kadar ısıttığı için paslanır.Kaynaklanmış durumda bırakıldığında, mükemmel şekilde sağlam bir kaynak, ısıdan etkilenen bölgenin sınırlarında 24 saatten daha kısa bir süre içinde 'paslı vagon izleri' gösterebilir.
Yeni bir saf krom oksit tabakasının düzgün bir şekilde yenilenebilmesi için paslanmaz çelik, kaynak sonrası cilalama, dekapaj, taşlama veya fırçalama yoluyla temizleme gerektirir.Yine, göreve özel öğütücüler ve fırçalar kullanın.
Paslanmaz çelik kaynak teli neden manyetiktir?
Tamamen östenitik paslanmaz çelik manyetik değildir.Bununla birlikte, kaynak sıcaklıkları, mikro yapıda nispeten büyük bir tane oluşturur ve bu da kaynağın çatlamaya duyarlı olmasına neden olur.Sıcak çatlamaya karşı hassasiyeti azaltmak için elektrot üreticileri ferrit dahil alaşım elementleri ekler.Ferrit fazı, östenitik tanelerin çok daha ince olmasına neden olur, böylece kaynak çatlamaya karşı daha dayanıklı hale gelir.
Bir mıknatıs östenitik paslanmaz dolgu makarasına yapışmaz, ancak mıknatıs tutan bir kişi tutulan ferrit nedeniyle hafif bir çekme hissedebilir.Ne yazık ki bu, bazı kullanıcıların ürünlerinin yanlış etiketlendiğini veya yanlış dolgu metali kullandıklarını düşünmelerine neden olur (özellikle etiketi tel sepetten yırttıysa).
Bir elektrottaki doğru ferrit miktarı, uygulamanın servis sıcaklığına bağlıdır.Örneğin çok fazla ferrit, kaynağın düşük sıcaklıklarda tokluğunu kaybetmesine neden olur.Bu nedenle, bir LNG boru tesisatı uygulaması için Tip 308 dolgu maddesi, standart Tip 308 dolgu için ferrit sayısı 8'e kıyasla, 3 ila 6 arasında bir ferrit sayısına sahiptir.Kısacası, dolgu metalleri ilk başta benzer görünebilir ancak bileşimdeki küçük farklılıklar önemlidir.
Dubleks paslanmaz çelikleri kaynaklamanın kolay bir yolu var mı?
Tipik olarak dubleks paslanmaz çelikler, yaklaşık %50 ferrit ve %50 östenitten oluşan bir mikro yapıya sahiptir.Basit bir ifadeyle, östenit iyi tokluk sağlarken, ferrit yüksek mukavemet ve gerilimli korozyon çatlağına karşı bir miktar direnç sağlar.Kombinasyon halindeki iki faz, dubleks çeliklere çekici özelliklerini verir.En yaygın olanı Tip 2205 olmak üzere çok çeşitli dubleks paslanmaz çelikler mevcuttur;%22 krom, %5 nikel, %3 molibden ve %0,15 azot içerir.
Dubleks paslanmaz çeliği kaynak yaparken, kaynak metalinde çok fazla ferrit varsa sorunlar ortaya çıkabilir (arktan gelen ısı, atomların kendilerini bir ferrit matrisinde düzenlemesine neden olur).Telafi etmek için, dolgu metallerinin östenitik yapıyı daha yüksek alaşım içeriğiyle, tipik olarak ana metalden %2 ila 4 daha fazla nikel ile desteklemesi gerekir.Örneğin, Tip 2205 kaynağı için özlü özlü tel %8,85 nikel içerebilir.
İstenen ferrit içeriği kaynaktan sonra %25 ila %55 arasında değişebilir (ancak daha yüksek olabilir).Soğutma hızının östenitin yeniden oluşmasına izin verecek kadar yavaş olması, ancak intermetalik fazlar oluşturacak kadar yavaş veya ısıdan etkilenen bölgede fazla ferrit oluşturacak kadar hızlı olmaması gerektiğine dikkat edin.Kaynak işlemi ve seçilen dolgu metali için üreticinin tavsiye ettiği prosedürleri izleyin.
Paslanmaz çeliği kaynak yaparken parametrelerin ayarlanması
Paslanmaz çeliği kaynak yaparken sürekli olarak parametreleri (gerilim, amperaj, ark uzunluğu, endüktans, darbe genişliği, vb.) ayarlayan imalatçılar için tipik suçlu, tutarsız dolgu metali bileşimidir.Alaşım elementlerinin önemi göz önüne alındığında, kimyasal bileşimdeki lottan lota varyasyonlar, zayıf ıslanma veya zor cüruf salınımı gibi kaynak performansı üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olabilir.Elektrot çapı, yüzey temizliği, döküm ve sarmaldaki farklılıklar da GMAW ve FCAW uygulamalarındaki performansı etkiler.
Östenitik paslanmaz çelikte kontrol karbür çökelmesini kontrol etme
426-871 dereceC aralığındaki sıcaklıklarda, %0,02'yi aşan karbon içeriği, krom karbür oluşturmak üzere krom ile reaksiyona girdiği östenitik yapının tane sınırlarına geçer.Krom karbon ile bağlanırsa, korozyon direnci mevcut değildir.Aşındırıcı bir ortama maruz kaldığında, tane sınırlarının yenilmesine izin veren taneler arası korozyon meydana gelir.
Karbür çökelmesini kontrol etmek için, düşük karbonlu elektrotlarla kaynak yaparak karbon içeriğini mümkün olduğunca düşük tutun (maksimum %0,04).Karbon ayrıca, karbona kromdan daha güçlü bir afiniteye sahip olan niyobyum (eski adıyla columbium) ve titanyum tarafından da bağlanabilir.Tip 347 elektrotlar bu amaç için yapılmıştır.
Dolgu metali seçimi hakkında bir tartışmaya nasıl hazırlanılır?
En azından, servis ortamı (özellikle çalışma sıcaklıkları, aşındırıcı elementlere maruz kalma ve beklenen korozyon direnci derecesi) ve istenen servis ömrü dahil olmak üzere kaynaklı parçanın son kullanımı hakkında bilgi toplayın.Mukavemet, tokluk, süneklik ve yorulma da dahil olmak üzere çalışma koşullarında gerekli mekanik özellikler hakkında bilgi büyük ölçüde yardımcı olur.
Önde gelen elektrot üreticilerinin çoğu, dolgu metali seçimi için kılavuzlar sağlar ve yazarlar bu noktayı fazla vurgulayamaz: bir dolgu metali uygulamaları kılavuzuna bakın veya üreticinin teknik uzmanlarıyla iletişime geçin.Doğru paslanmaz çelik elektrotun seçilmesine yardımcı olmak için oradalar.
TYUE'nin paslanmaz çelik dolgu metalleri hakkında daha fazla bilgi almak ve tavsiye almak için şirketin uzmanlarıyla iletişime geçmek için www.tyuelec.com adresini ziyaret edin.
Gönderim zamanı: 23 Aralık 2022