Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd.-nin bu məqaləsində paslanmayan poladın qaynaqlanması üçün doldurucu metalların təyin edilməsi zamanı nələrə diqqət yetirilməli olduğu izah olunur.
Paslanmayan poladı bu qədər cəlbedici edən xüsusiyyətlər - mexaniki xüsusiyyətlərini və korroziyaya və oksidləşməyə qarşı müqavimətini uyğunlaşdırmaq qabiliyyəti - qaynaq üçün uyğun doldurucu metalın seçilməsinin mürəkkəbliyini də artırır. Hər hansı bir əsas material kombinasiyası üçün qiymət məsələlərindən, xidmət şərtlərindən, istənilən mexaniki xüsusiyyətlərdən və qaynaqla əlaqəli bir çox məsələdən asılı olaraq bir neçə növ elektroddan hər hansı biri uyğun ola bilər.
Bu məqalə oxucuya mövzunun mürəkkəbliyini anlamağa kömək etmək üçün lazımi texniki məlumat verir və sonra doldurucu metal təchizatçılarına verilən ən çox verilən suallardan bəzilərinə cavab verir. Müvafiq paslanmayan polad doldurucu metalların seçilməsi üçün ümumi qaydaları müəyyən edir və sonra bu qaydalara tətbiq edilən bütün istisnaları izah edir! Məqalə qaynaq prosedurlarını əhatə etmir, çünki bu, başqa bir məqalənin mövzusudur.
Dörd dərəcəli, çoxsaylı ərinti elementləri
Paslanmayan poladın dörd əsas kateqoriyası var:
austenitik
martensitik
ferritli
Dupleks
Adlar, adətən otaq temperaturunda olan poladın kristal quruluşundan irəli gəlir. Aşağı karbonlu polad 912 dərəcədən yuxarı qızdırıldıqda, poladın atomları otaq temperaturunda ferrit adlanan quruluşdan austenit adlanan kristal quruluşa çevrilir. Soyuduqdan sonra atomlar orijinal quruluşlarına, ferritə qayıdırlar. Yüksək temperaturlu quruluş olan austenit, maqnit olmayan, plastikdir və ferritin otaq temperaturu formasından daha aşağı möhkəmliyə və daha yüksək elastikliyə malikdir.
Polada 16%-dən çox xrom əlavə edildikdə, otaq temperaturundakı kristal quruluşu olan ferrit sabitləşir və polad bütün temperaturlarda ferrit vəziyyətində qalır. Buna görə də bu ərinti bazasına ferrit paslanmayan polad adı tətbiq olunur. Polada 17%-dən çox xrom və 7%-dən çox nikel əlavə edildikdə, poladın yüksək temperaturlu kristal quruluşu olan austenit sabitləşir və ən aşağı temperaturdan demək olar ki, əriməyə qədər bütün temperaturlarda qalır.
Austenitik paslanmayan polad adətən "xrom-nikel" növü, martensitik və ferrit poladlar isə adətən "düz xrom" növləri adlanır. Paslanmayan poladlarda və qaynaq metallarında istifadə olunan bəzi ərinti elementləri austenitik stabilizatorlar, digərləri isə ferrittik stabilizatorlar kimi çıxış edir. Ən vacib austenitik stabilizatorlar nikel, karbon, manqan və azotdur. Ferrittik stabilizatorlar xrom, silisium, molibden və niobiumdur. Ərinti elementlərinin balanslaşdırılması qaynaq metalındakı ferritin miqdarını idarə edir.
Austenitik dərəcəli metallar, tərkibində 5%-dən az nikel olan poladlara nisbətən daha asan və qənaətbəxş şəkildə qaynaqlanır. Austenitik paslanmayan poladdan istehsal olunan qaynaq birləşmələri, qaynaqlandığı zaman möhkəm, elastik və davamlıdır. Onlar adətən əvvəlcədən qızdırılma və ya qaynaqdan sonra istilik emalı tələb etmir. Austenitik dərəcəli metallar qaynaqlanan paslanmayan poladın təxminən 80%-ni təşkil edir və bu giriş məqaləsində əsasən onlara diqqət yetirilir.
Cədvəl 1: Paslanmayan polad növləri və onların xrom və nikel tərkibi.
tstart{c,80%}
thead{Növü|% Xrom|% Nikel|Növləri}
tdata{Austenitik|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensitik|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Ferritic|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Dupleks|18 - 28%|4 - 8%|2205}
meyl{}
Düzgün paslanmayan polad doldurucu metalı necə seçmək olar
Hər iki lövhədəki əsas material eynidirsə, ilkin rəhbər prinsip "Əsas materialı uyğunlaşdırmaqla başlayın" idi. Bu, bəzi hallarda yaxşı işləyir; 310 və ya 316 tiplərini birləşdirmək üçün müvafiq doldurucu tipini seçin.
Fərqli materialları birləşdirmək üçün bu rəhbər prinsipə əməl edin: "daha yüksək dərəcədə ərintili materiala uyğun bir doldurucu seçin." 304-ü 316-ya birləşdirmək üçün 316 doldurucu seçin.
Təəssüf ki, "uyğunluq qaydası"nda o qədər çox istisna var ki, daha yaxşı bir prinsip, doldurucu metal seçim cədvəlinə müraciət etməkdir. Məsələn, 304 tipi ən çox yayılmış paslanmayan polad əsas materialdır, lakin heç kim 304 tipli elektrod təklif etmir.
304 tipli elektrod olmadan 304 tipli paslanmayan poladı necə qaynaq etmək olar
304 tipli paslanmayan poladı qaynaq etmək üçün 308 tipli doldurucudan istifadə edin, çünki 308 tipli əlavə lehimli elementlər qaynaq sahəsini daha yaxşı sabitləşdirəcək.
Bununla belə, 308L də məqbul doldurucudur. İstənilən Tipdən sonra gələn 'L' işarəsi aşağı karbon tərkibini göstərir. 3XXL Tipli paslanmayan poladın karbon tərkibi 0,03% və ya daha azdır, standart 3XX Tipli paslanmayan poladın isə maksimum karbon tərkibi 0,08% ola bilər.
L Tipli doldurucu, L olmayan məhsulla eyni təsnifata daxil olduğundan, istehsalçılar L Tipli doldurucudan istifadə etməyi ciddi şəkildə nəzərdən keçirə bilərlər və etməlidirlər, çünki daha aşağı karbon tərkibi dənəvərlərarası korroziya problemlərinin riskini azaldır. Əslində, müəlliflər iddia edirlər ki, istehsalçılar sadəcə prosedurlarını yeniləsəydilər, L Tipli doldurucu daha geniş istifadə olunardı.
GMAW prosesindən istifadə edən istehsalçılar, silikonun əlavə edilməsi islanmanı yaxşılaşdırdığı üçün 3XXSi Tipli doldurucudan istifadə etməyi də nəzərdən keçirə bilərlər. Qaynağın yüksək və ya kobud tacı olduğu və ya qaynaq gölməçəsinin fileto və ya ətək birləşməsinin ayaq barmaqlarına yaxşı yapışmadığı hallarda, Si Tipli GMAW elektrodundan istifadə qaynaq muncuğunu hamarlaşdıra və daha yaxşı əriməni təşviq edə bilər.
Əgər karbid çöküntüsü narahatlıq doğurursa, az miqdarda niobium ehtiva edən 347 Tipli doldurucuya nəzər salın.
Paslanmayan poladı karbon poladına necə qaynaq etmək olar
Bu vəziyyət, strukturun bir hissəsinin daha aşağı qiymətə malik olması üçün korroziyaya davamlı xarici səthin karbon polad struktur elementinə birləşdirilməsini tələb etdiyi tətbiqlərdə baş verir. Ərinti elementləri olmayan əsas materialı ərintisi elementləri olan əsas materiala birləşdirərkən, qaynaq metalındakı durulaşmanın paslanmayan əsas metaldan daha yüksək dərəcədə ərintisi olması üçün həddindən artıq ərintisi doldurucu istifadə edin.
Karbon poladı 304 və ya 316 tipinə birləşdirmək, eləcə də fərqli paslanmayan poladları birləşdirmək üçün əksər tətbiqlər üçün 309L tipli elektrod nəzərdən keçirilməlidir. Daha yüksək Cr tərkibi tələb olunursa, 312 tipli elektrod nəzərdən keçirilməlidir.
Xəbərdarlıq olaraq qeyd etmək lazımdır ki, austenitik paslanmayan poladlar karbon poladından təxminən 50 faiz daha çox genişlənmə sürətinə malikdir. Birləşdirildikdə, müvafiq elektrod və qaynaq proseduru istifadə edilmədikdə, müxtəlif genişlənmə sürətləri daxili gərginliklər səbəbindən çatlamağa səbəb ola bilər.
Düzgün qaynaq hazırlığı təmizləmə prosedurlarından istifadə edin
Digər metallarda olduğu kimi, əvvəlcə yağı, piyi, işarələri və çirki xlorsuz həlledici ilə təmizləyin. Bundan sonra, paslanmayan poladdan qaynaq hazırlığının əsas qaydası "Korroziyanın qarşısını almaq üçün karbon poladdan çirklənmədən çəkinin"dir. Bəzi şirkətlər çarpaz çirklənmənin qarşısını almaq üçün "paslanmayan polad sexi" və "karbon sexi" üçün ayrı binalardan istifadə edirlər.
Qaynaq üçün kənarları hazırlayarkən üyütmə çarxlarını və paslanmayan polad fırçaları "yalnız paslanmayan polad" kimi təyin edin. Bəzi prosedurlar birləşmədən iki düym geri təmizləməyi tələb edir. Birləşmənin hazırlanması da daha vacibdir, çünki elektrod manipulyasiyası ilə uyğunsuzluqları kompensasiya etmək karbon poladdan daha çətindir.
Paslanmanın qarşısını almaq üçün qaynaqdan sonrakı təmizləmə prosedurundan düzgün istifadə edin
Başlamaq üçün, paslanmayan poladın paslanmaz hala gəlməsinin səbəbini xatırlayın: xromla oksigenin reaksiyası nəticəsində materialın səthində qoruyucu xrom oksid təbəqəsi əmələ gəlir. Paslanmayan polad karbid çöküntüsü (aşağıya baxın) və qaynaq prosesi qaynaq metalını ferrit oksidinin qaynaq səthində əmələ gələ biləcəyi nöqtəyə qədər qızdırdığı üçün paslanır. Qaynaqlanmış vəziyyətdə qaldıqda, mükəmməl sağlam bir qaynaq 24 saatdan az müddətdə istiliyə məruz qalan zonanın sərhədlərində "vaqon pas izləri" göstərə bilər.
Yeni bir təmiz xrom oksid təbəqəsinin düzgün şəkildə islanması üçün paslanmayan poladın cilalanması, turşulanması, üyüdülməsi və ya fırçalanması ilə qaynaqdan sonrakı təmizlənməsi tələb olunur. Yenə də, bu işə həsr olunmuş üyüdücülərdən və fırçalardan istifadə edin.
Paslanmayan polad qaynaq teli niyə maqnitdir?
Tamamilə austenitik paslanmayan polad maqnitsizdir. Lakin qaynaq temperaturu mikrostrukturda nisbətən böyük bir dənəcik yaradır və bu da qaynağın çatlamağa həssas olmasına səbəb olur. İsti çatlamağa qarşı həssaslığı azaltmaq üçün elektrod istehsalçıları ferrit də daxil olmaqla ərinti elementləri əlavə edirlər. Ferrit fazası austenitik dənəciklərin daha incə olmasına səbəb olur, beləliklə qaynaq daha çox çatlamağa davamlı olur.
Maqnit austenitik paslanmayan polad doldurucu makarasına yapışmayacaq, lakin maqnit tutan şəxs ferritin saxlanması səbəbindən yüngül bir dartılma hiss edə bilər. Təəssüf ki, bu, bəzi istifadəçilərin məhsullarının səhv etiketləndiyini və ya səhv doldurucu metaldan istifadə etdiklərini düşünməsinə səbəb olur (xüsusən də etiketi məftil səbətindən qoparıblarsa).
Elektroddakı ferritin düzgün miqdarı tətbiqin xidmət temperaturundan asılıdır. Məsələn, həddindən artıq ferrit qaynağın aşağı temperaturda möhkəmliyini itirməsinə səbəb olur. Beləliklə, LNG boru kəməri tətbiqi üçün 308 tipli doldurucuda ferrit sayı 3 ilə 6 arasındadır, standart 308 tipli doldurucuda isə 8 ferrit sayı var. Bir sözlə, doldurucu metallar ilk baxışdan oxşar görünə bilər, lakin tərkibindəki kiçik fərqlər vacibdir.
Dupleks paslanmayan poladları qaynaq etməyin asan yolu varmı?
Adətən, dupleks paslanmayan poladlar təxminən 50% ferrit və 50% austenitdən ibarət mikrostruktura malikdir. Sadə dillə desək, ferrit yüksək möhkəmlik və stress korroziyasına qarşı müəyyən müqavimət, austenit isə yaxşı möhkəmlik təmin edir. İki fazanın kombinasiyası dupleks poladlara cəlbedici xüsusiyyətlərini verir. Ən çox yayılmışı 2205 tipli dupleks paslanmayan poladlar mövcuddur; bu, 22% xrom, 5% nikel, 3% molibden və 0,15% azot ehtiva edir.
Dupleks paslanmayan poladı qaynaq edərkən, qaynaq metalında həddindən artıq ferrit olduqda problemlər yarana bilər (qövsdən gələn istilik atomların ferrit matrisində düzülməsinə səbəb olur). Kompensasiya etmək üçün doldurucu metallar daha yüksək ərinti tərkibli, adətən əsas metaldakından 2-4% daha çox nikel olan austenitik strukturu təşviq etməlidir. Məsələn, 2205 tipli qaynaq üçün flüs nüvəli məftildə 8,85% nikel ola bilər.
İstədiyiniz ferrit tərkibi qaynaqdan sonra 25%-dən 55%-ə qədər dəyişə bilər (lakin daha yüksək ola bilər). Qeyd edək ki, soyutma sürəti austenitin islah olunmasına imkan verəcək qədər yavaş olmalı, lakin metallararası fazalar yaradacaq qədər yavaş və ya istidən təsirlənən zonada artıq ferrit yaradacaq qədər sürətli olmamalıdır. Qaynaq prosesi və seçilmiş doldurucu metal üçün istehsalçının tövsiyə etdiyi prosedurlara əməl edin.
Paslanmayan poladın qaynaqlanması zamanı parametrlərin tənzimlənməsi
Paslanmayan poladı qaynaq edərkən parametrləri (gərginlik, amper, qövs uzunluğu, induktivlik, impuls eni və s.) daim tənzimləyən istehsalçılar üçün tipik səbəb doldurucu metal tərkibinin uyğunsuzluğudur. Ərinti elementlərinin əhəmiyyətini nəzərə alsaq, kimyəvi tərkibdəki partiyadan partiyaya dəyişikliklər qaynaq performansına nəzərəçarpacaq dərəcədə təsir göstərə bilər, məsələn, zəif islanma və ya çətin şlak buraxılması. Elektrod diametri, səth təmizliyi, tökmə və spiraldəki dəyişikliklər də GMAW və FCAW tətbiqlərində performansa təsir göstərir.
Austenitik paslanmayan poladda karbid çöküntüsünün idarə olunması
426-871 dərəcə Selsi temperatur aralığında 0,02%-dən çox karbon miqdarı austenitik strukturun dənə sərhədlərinə doğru miqrasiya edir və burada xromla reaksiyaya girərək xrom karbidi əmələ gətirir. Xrom karbonla birləşərsə, korroziyaya davamlılıq üçün mövcud deyil. Korroziyalı mühitə məruz qaldıqda, dənə sərhədlərinin yeyilməsinə səbəb olan dənəvərlərarası korroziya yaranır.
Karbid çöküntüsünü idarə etmək üçün, aşağı karbonlu elektrodlarla qaynaq etməklə karbon tərkibini mümkün qədər aşağı səviyyədə (maksimum 0,04%) saxlayın. Karbon həmçinin xromdan daha güclü karbona yaxınlığa malik olan niobium (əvvəllər kolumbium) və titanla da birləşdirilə bilər. 347 tipli elektrodlar bu məqsəd üçün hazırlanmışdır.
Doldurucu metal seçimi ilə bağlı müzakirəyə necə hazırlaşmaq olar
Ən azı, qaynaqlanmış hissənin son istifadəsi, o cümlədən xidmət mühiti (xüsusən də işləmə temperaturu, korroziyaya məruz qalma və gözlənilən korroziyaya davamlılıq dərəcəsi) və arzuolunan xidmət müddəti haqqında məlumat toplayın. Möhkəmlik, sərtlik, elastiklik və yorğunluq da daxil olmaqla, işləmə şəraitində tələb olunan mexaniki xüsusiyyətlər haqqında məlumat çox kömək edir.
Aparıcı elektrod istehsalçılarının əksəriyyəti doldurucu metal seçimi üçün təlimatlar təqdim edir və müəlliflər bu məqamı həddindən artıq vurğulaya bilməzlər: doldurucu metal tətbiqləri təlimatına baxın və ya istehsalçının texniki mütəxəssisləri ilə əlaqə saxlayın. Onlar düzgün paslanmayan polad elektrodun seçilməsində kömək etmək üçün oradadırlar.
TYUE-nin paslanmayan polad doldurucu metalları haqqında daha çox məlumat əldə etmək və məsləhət almaq üçün şirkətin mütəxəssisləri ilə əlaqə saxlamaq üçün www.tyuelec.com saytına daxil olun.
Yayımlanma vaxtı: 23 Dekabr 2022