როგორ ავირჩიოთ შემავსებელი ლითონები უჟანგავი ფოლადის შესადუღებლად

Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd.-ის ეს სტატია განმარტავს, თუ რა უნდა გაითვალისწინოთ უჟანგავი ფოლადის შედუღებისთვის შემავსებელი ლითონების დაზუსტებისას.

უჟანგავი ფოლადის მიმზიდველობის მატარებელი შესაძლებლობები - მისი მექანიკური თვისებების მორგების უნარი და კოროზიისა და დაჟანგვისადმი მდგრადობა - ასევე ზრდის შედუღებისთვის შესაბამისი შემავსებელი ლითონის შერჩევის სირთულეს. ნებისმიერი საბაზისო მასალის კომბინაციისთვის, რამდენიმე ტიპის ელექტროდიდან ნებისმიერი შეიძლება იყოს შესაფერისი, რაც დამოკიდებულია ფასზე, მომსახურების პირობებზე, სასურველ მექანიკურ თვისებებზე და შედუღებასთან დაკავშირებულ მრავალ საკითხზე.

ეს სტატია იძლევა აუცილებელ ტექნიკურ ინფორმაციას, რათა მკითხველმა უკეთ გაიგოს თემის სირთულე და შემდეგ პასუხობს შემავსებელი ლითონის მომწოდებლების მიერ დასმულ ზოგიერთ ყველაზე ხშირად დასმულ კითხვას. იგი ადგენს ზოგად მითითებებს შესაბამისი უჟანგავი ფოლადის შემავსებელი ლითონების შერჩევის შესახებ - და შემდეგ განმარტავს ამ მითითებების ყველა გამონაკლისს! სტატია არ მოიცავს შედუღების პროცედურებს, რადგან ეს სხვა სტატიის თემაა.

ოთხი კლასი, მრავალი შენადნობის ელემენტი

უჟანგავი ფოლადების ოთხი ძირითადი კატეგორია არსებობს:

აუსტენიტური
მარტენსიტული
ფერიტული
დუპლექსი

სახელწოდებები მომდინარეობს ოთახის ტემპერატურაზე არსებული ფოლადის კრისტალური სტრუქტურიდან. როდესაც დაბალნახშირბადიანი ფოლადი 912 გრადუს ცელსიუსზე მაღალ ტემპერატურაზე თბება, ფოლადის ატომები ოთახის ტემპერატურაზე ფერიტის სახელით ცნობილი სტრუქტურიდან აუსტენიტის სახელით ცნობილ კრისტალურ სტრუქტურამდე გადაადგილდებიან. გაგრილებისას ატომები თავიანთ საწყის სტრუქტურას, ფერიტს, უბრუნდებიან. მაღალი ტემპერატურის სტრუქტურა, აუსტენიტი, არამაგნიტური, პლასტიკურია და ოთახის ტემპერატურაზე ფერიტის ფორმასთან შედარებით უფრო დაბალი სიმტკიცითა და უფრო დიდი პლასტიურობით ხასიათდება.

როდესაც ფოლადს 16%-ზე მეტი ქრომი ემატება, ოთახის ტემპერატურის კრისტალური სტრუქტურა, ფერიტი, სტაბილიზდება და ფოლადი ყველა ტემპერატურაზე ფერიტურ მდგომარეობაში რჩება. აქედან გამომდინარე, ამ შენადნობის ფუძეზე ფერიტული უჟანგავი ფოლადის სახელი გამოიყენება. როდესაც ფოლადს 17%-ზე მეტი ქრომი და 7%-ზე მეტი ნიკელი ემატება, ფოლადის მაღალი ტემპერატურის კრისტალური სტრუქტურა, აუსტენიტი, სტაბილიზდება ისე, რომ ის ნარჩუნდება ყველა ტემპერატურაზე, ყველაზე დაბალიდან თითქმის დნობის ტემპერატურამდე.

აუსტენიტურ უჟანგავ ფოლადს ჩვეულებრივ „ქრომ-ნიკელის“ ტიპს უწოდებენ, ხოლო მარტენსიტურ და ფერიტურ ფოლადებს - „პირდაპირი ქრომის“ ტიპებს. უჟანგავ ფოლადებსა და შედუღებულ ლითონებში გამოყენებული გარკვეული შენადნობი ელემენტები აუსტენიტის სტაბილიზატორების როლს ასრულებენ, ზოგი კი - ფერიტის სტაბილიზატორების. ყველაზე მნიშვნელოვანი აუსტენიტის სტაბილიზატორებია ნიკელი, ნახშირბადი, მანგანუმი და აზოტი. ფერიტის სტაბილიზატორებია ქრომი, სილიციუმი, მოლიბდენი და ნიობიუმი. შენადნობი ელემენტების დაბალანსება აკონტროლებს ფერიტის რაოდენობას შედუღებულ ლითონში.

აუსტენიტური კლასის ფოლადები უფრო ადვილად და დამაკმაყოფილებლად იდუღება, ვიდრე ის, რომელიც 5%-ზე ნაკლებ ნიკელს შეიცავს. აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადებიდან წარმოებული შედუღებული შეერთებები შედუღების მდგომარეობაში მტკიცე, დრეკადი და მტკიცეა. ისინი, როგორც წესი, არ საჭიროებენ წინასწარ გაცხელებას ან შედუღების შემდგომ თერმულ დამუშავებას. აუსტენიტური კლასის ფოლადები შედუღებული უჟანგავი ფოლადის დაახლოებით 80%-ს შეადგენს და ეს შესავალი სტატია ძირითადად მათზეა ფოკუსირებული.

ცხრილი 1: უჟანგავი ფოლადის ტიპები და მათში ქრომისა და ნიკელის შემცველობა.

tstart{c,80%}

thead{ტიპი|% ქრომის|% ნიკელის|ტიპები}

tdata{ავსტენიტური|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}

tdata{მარტენსიტული|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}

tdata{ფერიტული|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}

tdata{დუპლექსი|18 - 28%|4 - 8%|2205}

მიდრეკილება{}

როგორ ავირჩიოთ სწორი უჟანგავი ფოლადის შემავსებელი

თუ ორივე ფირფიტის ძირითადი მასალა ერთნაირია, თავდაპირველი სახელმძღვანელო პრინციპი იყო „დაიწყეთ ძირითადი მასალის შეხამებით“. ეს ზოგიერთ შემთხვევაში კარგად მუშაობს; 310 ან 316 ტიპის შესაერთებლად აირჩიეთ შესაბამისი შემავსებლის ტიპი.

განსხვავებული მასალების შესაერთებლად, დაიცავით ეს სახელმძღვანელო პრინციპი: „აირჩიეთ შემავსებელი, რომელიც შეესაბამება უფრო მაღალ შენადნობ მასალას“. 304-ისა და 316-ის შესაერთებლად, აირჩიეთ 316 შემავსებელი.

სამწუხაროდ, „შესაბამისობის წესს“ იმდენი გამონაკლისი აქვს, რომ უკეთესი პრინციპია, მიმართოთ შემავსებელი ლითონის შერჩევის ცხრილს. მაგალითად, 304 ტიპი ყველაზე გავრცელებული უჟანგავი ფოლადის საბაზისო მასალაა, მაგრამ არავინ გვთავაზობს 304 ტიპის ელექტროდს.

როგორ შედუღოთ 304 ტიპის უჟანგავი ფოლადი 304 ტიპის ელექტროდის გარეშე

304 ტიპის უჟანგავი ფოლადის შესადუღებლად გამოიყენეთ 308 ტიპის შემავსებელი, რადგან 308 ტიპის დამატებითი შენადნობის ელემენტები უკეთესად დაასტაბილურებს შედუღების არეს.

თუმცა, 308L ასევე მისაღები შემავსებელია. ნებისმიერი ტიპის შემდეგ „L“ აღნიშვნა მიუთითებს ნახშირბადის დაბალ შემცველობაზე. 3XXL ტიპის უჟანგავი ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა 0.03%-ია ან ნაკლები, მაშინ როდესაც სტანდარტულ 3XX ტიპის უჟანგავ ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა მაქსიმუმ 0.08%-ია.

რადგან L ტიპის შემავსებელი იმავე კლასიფიკაციაში ხვდება, როგორც არა-L პროდუქტი, მწარმოებლებს შეუძლიათ და მკაცრად უნდა განიხილონ L ტიპის შემავსებლის გამოყენება, რადგან ნახშირბადის დაბალი შემცველობა ამცირებს მარცვლოვანთაშორისი კოროზიის რისკს. სინამდვილეში, ავტორები ამტკიცებენ, რომ L ტიპის შემავსებელი უფრო ფართოდ გამოიყენებოდა, თუ მწარმოებლები უბრალოდ განაახლებდნენ თავიანთ პროცედურებს.

GMAW პროცესის გამოყენებით მწარმოებლებმა შეიძლება ასევე განიხილონ 3XXSi ტიპის შემავსებლის გამოყენება, რადგან სილიკონის დამატება აუმჯობესებს დასველებას. იმ შემთხვევებში, როდესაც შედუღებულ ნაწილს აქვს მაღალი ან უხეში გვირგვინი, ან როდესაც შედუღების გუბე კარგად არ იკვრება ფილეტის ან შემოვლითი შეერთების წვერებზე, Si ტიპის GMAW ელექტროდის გამოყენებამ შეიძლება გაასწოროს შედუღების ღერო და ხელი შეუწყოს უკეთეს შედუღებას.

თუ კარბიდის დალექვა პრობლემას წარმოადგენს, განიხილეთ 347 ტიპის შემავსებელი, რომელიც მცირე რაოდენობით ნიობიუმის შემცველია.

როგორ შევდუღოთ უჟანგავი ფოლადი ნახშირბადოვან ფოლადთან

ეს სიტუაცია მაშინ წარმოიქმნება, როდესაც სტრუქტურის ერთ ნაწილს ხარჯების შესამცირებლად სჭირდება კოროზიისადმი მდგრადი გარე ზედაპირი, რომელიც შეერთებულია ნახშირბადოვანი ფოლადის სტრუქტურულ ელემენტთან. შენადნობი ელემენტების არმქონე საბაზისო მასალის შენადნობი ელემენტების მქონე საბაზისო მასალასთან შეერთებისას გამოიყენეთ ზედმეტად შენადნობი შემავსებელი ისე, რომ შედუღებულ ლითონში განზავება დაბალანსდეს ან უფრო მეტად შენადნობი იყოს, ვიდრე უჟანგავი საბაზისო ლითონი.

ნახშირბადოვანი ფოლადის 304 ან 316 ტიპთან შესაერთებლად, ასევე განსხვავებული უჟანგავი ფოლადების შესაერთებლად, უმეტეს შემთხვევაში, განიხილეთ 309L ტიპის ელექტროდი. თუ სასურველია ქრომის უფრო მაღალი შემცველობა, განიხილეთ 312 ტიპი.

სიფრთხილის ზომების სახით, აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადები ავლენენ გაფართოების სიჩქარეს, რომელიც დაახლოებით 50 პროცენტით მეტია ნახშირბადოვან ფოლადთან შედარებით. შეერთებისას, გაფართოების სხვადასხვა სიჩქარემ შეიძლება გამოიწვიოს ბზარები შიდა დაძაბულობის გამო, თუ არ გამოიყენება ელექტროდისა და შედუღების შესაბამისი პროცედურა.

გამოიყენეთ შედუღების მომზადების სწორი გაწმენდის პროცედურები

როგორც სხვა ლითონების შემთხვევაში, თავდაპირველად ზეთი, ცხიმი, ნიშნები და ჭუჭყი მოაშორეთ არაქლორირებული გამხსნელით. ამის შემდეგ, უჟანგავი ფოლადის შედუღების მომზადების ძირითადი წესია „კოროზიის თავიდან ასაცილებლად მოერიდეთ ნახშირბადოვანი ფოლადისგან დაბინძურებას“. ზოგიერთი კომპანია იყენებს ცალკეულ შენობებს „უჟანგავი ფოლადის სახელოსნოსთვის“ და „ნახშირბადის სახელოსნოსთვის“, რათა თავიდან აიცილონ ჯვარედინი დაბინძურება.

შედუღებისთვის კიდეების მომზადებისას სახეხი დისკები და უჟანგავი ფოლადის ჯაგრისები „მხოლოდ უჟანგავი ფოლადისთვის“ უნდა იყოს განკუთვნილი. ზოგიერთი პროცედურა მოითხოვს შეერთებიდან ორი ინჩის დაშორებით გაწმენდას. შეერთების მომზადება ასევე უფრო კრიტიკულია, რადგან ელექტროდის მანიპულირებისას შეუსაბამობების კომპენსირება ნახშირბადოვანი ფოლადისგან განსხვავებით, უფრო რთულია.

ჟანგის თავიდან ასაცილებლად გამოიყენეთ შედუღების შემდგომი გაწმენდის სწორი პროცედურა

დასაწყისისთვის, გახსოვდეთ, რა ხდის უჟანგავ ფოლადს უჟანგავ ფოლადს: ქრომის რეაქცია ჟანგბადთან, რომელიც მასალის ზედაპირზე ქრომის ოქსიდის დამცავ ფენას წარმოქმნის. უჟანგავი ჟანგდება კარბიდის ნალექის გამო (იხილეთ ქვემოთ) და იმის გამო, რომ შედუღების პროცესი შედუღებულ ლითონს იმ დონემდე აცხელებს, რომ შედუღების ზედაპირზე ფერიტის ოქსიდი შეიძლება წარმოიქმნას. შედუღების მდგომარეობაში დატოვებისას, იდეალურად მყარ შედუღებულ ფოლადს შეიძლება 24 საათზე ნაკლებ დროში „ჟანგის კვალი“ გამოუჩნდეს თერმული ზემოქმედების ქვეშ მყოფი ზონის საზღვრებთან.

სუფთა ქრომის ოქსიდის ახალი ფენის სათანადოდ აღდგენისთვის, უჟანგავი ფოლადი საჭიროებს შედუღების შემდგომ გაწმენდას გაპრიალების, დამუშავების, დაფქვის ან ფუნჯის გამოყენებით. კვლავ გამოიყენეთ საფქვავები და ჯაგრისები, რომლებიც სპეციალურად ამ ამოცანისთვისაა განკუთვნილი.

რატომ არის უჟანგავი ფოლადის შედუღების მავთული მაგნიტური?

სრულად აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადი არამაგნიტურია. თუმცა, შედუღების ტემპერატურა მიკროსტრუქტურაში შედარებით დიდ მარცვალს ქმნის, რაც შედუღების ნაჭერს ბზარებისადმი მგრძნობელობას სძენს. ცხელი ბზარებისადმი მგრძნობელობის შესამცირებლად, ელექტროდების მწარმოებლები ამატებენ შენადნობის ელემენტებს, მათ შორის ფერიტს. ფერიტის ფაზა აუსტენიტური მარცვლების გაცილებით წვრილ მარცვლებს ხდის, რის გამოც შედუღებული ნაჭერი ბზარებისადმი უფრო მდგრადი ხდება.

მაგნიტი არ მიეკრობა აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადის შემავსებლის კოჭას, თუმცა მაგნიტის დამჭერი ადამიანი შეიძლება ოდნავ იგრძნოს დაჭიმვის შეგრძნება შეკავებული ფერიტის გამო. სამწუხაროდ, ეს ზოგიერთ მომხმარებელს აფიქრებინებს, რომ მათ პროდუქტს არასწორად აქვს მონიშნული ან არასწორ შემავსებელ ლითონს იყენებენ (განსაკუთრებით თუ მათ ეტიკეტი მავთულის კალათიდან მოახიეს).

ელექტროდში ფერიტის სწორი რაოდენობა დამოკიდებულია გამოყენების ტემპერატურაზე. მაგალითად, ფერიტის ჭარბი რაოდენობა იწვევს შედუღების მასალის სიმტკიცის დაკარგვას დაბალ ტემპერატურაზე. ამრიგად, თხევადი ბუნებრივი აირის მილსადენებისთვის განკუთვნილი 308 ტიპის შემავსებლის ფერიტის რიცხვი 3-დან 6-მდეა, სტანდარტული 308 ტიპის შემავსებლის ფერიტის რიცხვის 8-თან შედარებით. მოკლედ, შემავსებელი ლითონები თავიდან შეიძლება მსგავსი ჩანდეს, მაგრამ შემადგენლობაში მცირე განსხვავებები მნიშვნელოვანია.

არსებობს თუ არა დუპლექსური უჟანგავი ფოლადების შედუღების მარტივი გზა?

როგორც წესი, დუპლექსური უჟანგავი ფოლადების მიკროსტრუქტურა დაახლოებით 50% ფერიტისა და 50% აუსტენიტისგან შედგება. მარტივად რომ ვთქვათ, ფერიტი უზრუნველყოფს მაღალ სიმტკიცეს და გარკვეულ წინააღმდეგობას სტრესის კოროზიის ბზარების მიმართ, ხოლო აუსტენიტი კარგ სიმტკიცეს. ორი ფაზის კომბინაცია დუპლექსურ ფოლადებს მიმზიდველ თვისებებს ანიჭებს. ხელმისაწვდომია დუპლექსური უჟანგავი ფოლადების ფართო სპექტრი, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია 2205 ტიპი; ის შეიცავს 22% ქრომს, 5% ნიკელს, 3% მოლიბდენს და 0.15% აზოტს.

დუპლექსური უჟანგავი ფოლადის შედუღებისას, პრობლემები შეიძლება წარმოიშვას, თუ შედუღებულ ლითონში ფერიტის ჭარბი რაოდენობაა (რკალიდან გამომავალი სითბო იწვევს ატომების განლაგებას ფერიტის მატრიცაში). კომპენსაციისთვის, შემავსებელმა ლითონებმა უნდა შეუწყონ ხელი აუსტენიტურ სტრუქტურას შენადნობის უფრო მაღალი შემცველობით, როგორც წესი, 2-დან 4%-მდე მეტი ნიკელით, ვიდრე ძირითად ლითონში. მაგალითად, 2205 ტიპის შედუღებისთვის განკუთვნილი ფლუს-გულის მქონე მავთული შეიძლება შეიცავდეს 8.85%-იან ნიკელს.

ფერიტის სასურველი შემცველობა შედუღების შემდეგ შეიძლება 25-დან 55%-მდე მერყეობდეს (თუმცა შეიძლება უფრო მაღალიც იყოს). გაითვალისწინეთ, რომ გაგრილების სიჩქარე უნდა იყოს საკმარისად ნელი, რათა აუსტენიტი ხელახლა წარმოიქმნას, მაგრამ არც ისე ნელი, რომ წარმოიქმნას მეტალთაშორისი ფაზები და არც ისე სწრაფი, რომ სითბურად დაზიანებულ ზონაში ფერიტის ჭარბი რაოდენობა წარმოიქმნას. შერჩეული შედუღების პროცესისთვის და შემავსებელი ლითონისთვის დაიცავით მწარმოებლის მიერ რეკომენდებული პროცედურები.

პარამეტრების რეგულირება უჟანგავი ფოლადის შედუღებისას

მწარმოებლებისთვის, რომლებიც უჟანგავი ფოლადის შედუღებისას მუდმივად ცვლიან პარამეტრებს (ძაბვა, ამპერაჟი, რკალის სიგრძე, ინდუქციურობა, იმპულსის სიგანე და ა.შ.), ტიპიური მიზეზი შემავსებელი ლითონის არათანმიმდევრული შემადგენლობაა. შენადნობის ელემენტების მნიშვნელობის გათვალისწინებით, ქიმიური შემადგენლობის პარტიებს შორის ვარიაციები შეიძლება შესამჩნევი გავლენა იქონიოს შედუღების მუშაობაზე, როგორიცაა ცუდი დასველება ან წიდის გამოყოფის სირთულე. ელექტროდის დიამეტრის, ზედაპირის სისუფთავის, ჩამოსხმის და სპირალის ვარიაციები ასევე გავლენას ახდენს GMAW და FCAW აპლიკაციების მუშაობაზე.

კარბიდის ნალექის კონტროლი აუსტენიტურ უჟანგავ ფოლადში

426-871°C დიაპაზონში ტემპერატურის დიაპაზონში, 0.02%-ზე მეტი ნახშირბადის შემცველობა მიგრირებს აუსტენიტური სტრუქტურის მარცვლების საზღვრებთან, სადაც ის რეაგირებს ქრომთან ქრომის კარბიდის წარმოქმნით. თუ ქრომი უკავშირდება ნახშირბადს, ის არ არის კოროზიისადმი მდგრადი. კოროზიულ გარემოში ზემოქმედებისას, წარმოიქმნება მარცვლებს შორის კოროზია, რაც იწვევს მარცვლების საზღვრების დაზიანებას.

კარბიდის ნალექის გასაკონტროლებლად, ნახშირბადის შემცველობა შეინარჩუნეთ რაც შეიძლება დაბალ დონეზე (მაქსიმუმ 0.04%) დაბალნახშირბადიანი ელექტროდებით შედუღების გზით. ნახშირბადის შეკვრა ასევე შესაძლებელია ნიობიუმით (ყოფილი კოლუმბიუმი) და ტიტანით, რომლებსაც ნახშირბადის მიმართ უფრო ძლიერი მიდრეკილება აქვთ, ვიდრე ქრომს. ამ მიზნით მზადდება 347 ტიპის ელექტროდები.

როგორ მოვემზადოთ შემავსებელი ლითონის შერჩევის შესახებ დისკუსიისთვის

მინიმუმ, შეაგროვეთ ინფორმაცია შედუღებული ნაწილის საბოლოო გამოყენების შესახებ, მათ შორის, მომსახურების გარემოს (განსაკუთრებით სამუშაო ტემპერატურის, კოროზიული ელემენტების ზემოქმედების და მოსალოდნელი კოროზიისადმი მდგრადობის ხარისხის) და სასურველი მომსახურების ვადის შესახებ. დიდად დაგეხმარებათ ინფორმაცია სამუშაო პირობებში საჭირო მექანიკური თვისებების შესახებ, მათ შორის სიმტკიცის, სიმტკიცის, პლასტიურობისა და დაღლილობის შესახებ.

წამყვანი ელექტროდების მწარმოებლების უმეტესობა შემავსებელი ლითონის შერჩევის სახელმძღვანელოებს გვთავაზობს და ავტორები ამ საკითხს ზედმეტად ვერ გაუსვამენ ხაზს: გაეცანით შემავსებელი ლითონის გამოყენების სახელმძღვანელოს ან დაუკავშირდით მწარმოებლის ტექნიკურ ექსპერტებს. ისინი მზად არიან დაგეხმარონ უჟანგავი ფოლადის ელექტროდის სწორი შერჩევაში.

TYUE-ს უჟანგავი ფოლადის შემავსებელი ლითონების შესახებ დამატებითი ინფორმაციის მისაღებად და კომპანიის ექსპერტებთან კონსულტაციისთვის დასაკავშირებლად ეწვიეთ www.tyuelec.com-ს.