1.Các loại thép không gỉ và vai trò của các nguyên tố hợp kim

Điều này dựa trên cấu trúc kim loại của thép không gỉ ở nhiệt độ phòng. Khi thép cacbon thấp được nung nóng đến 1550°F, cấu trúc của nó thay đổi từ pha ferit ở nhiệt độ phòng sang pha austenit. Khi được làm mát, cấu trúc thép có hàm lượng carbon thấp lại được chuyển thành ferit. Cấu trúc austenite tồn tại ở nhiệt độ cao là không có từ tính, độ bền của nó nhỏ hơn và cứng hơn cấu trúc ferrite ở nhiệt độ phòng.

Khi hàm lượng Cr trong thép lớn hơn 16%, cấu trúc ferit ở nhiệt độ phòng được cố định để thép duy trì trạng thái ferit ở mọi khoảng nhiệt độ. Vì vậy, nó được gọi là thép không gỉ ferritic. Khi hàm lượng Cr lớn hơn 17% và hàm lượng Ni lớn hơn 7% thì pha austenite được cố định, nhờ đó trạng thái austenite được duy trì từ nhiệt độ thấp đến gần như nóng chảy.

Thép không gỉ Austenitic thường được gọi là loại "Cr-Ni", và thép không gỉ martensitic và ferit được gọi trực tiếp là loại "Cr". Các nguyên tố trong thép không gỉ và kim loại phụ có thể được chia thành các nguyên tố tạo thành austenite và các nguyên tố tạo thành ferit. Các nguyên tố hình thành austenite quan trọng nhất là Ni, C, Mn và N, và các nguyên tố hình thành ferit là Cr, Si, Mo và Nb. Việc điều chỉnh hàm lượng phần tử có thể kiểm soát được hàm lượng ferit trong mối hàn.

Thép không gỉ Austenitic dễ hàn hơn và có chất lượng hàn tốt hơn thép không gỉ có hàm lượng Ni dưới 5%. Các mối hàn của thép không gỉ austenit có độ bền và độ dẻo dai tốt, thường không cần gia nhiệt trước khi hàn và xử lý nhiệt sau hàn. Trong lĩnh vực hàn thép không gỉ, thép không gỉ austenit chiếm 80% tổng lượng tiêu thụ thép không gỉ nên trọng tâm của bài viết này là hàn thép không gỉ austenit.

2. Làm thế nào để chọn đúng vật liệu hàn inox?

Nếu kim loại cơ bản giống nhau thì tiêu chí đầu tiên là “khớp với kim loại cơ bản”. Ví dụ: khi hàn thép không gỉ 310 hoặc 316, hãy chọn vật liệu hàn tương ứng.

Khi hàn các vật liệu khác nhau phải tuân theo tiêu chí lựa chọn vật liệu cơ bản có hàm lượng nguyên tố hợp kim cao. Ví dụ, khi hàn thép không gỉ 304 và 316, hãy chọn vật liệu hàn loại 316.

Tuy nhiên, có nhiều trường hợp đặc biệt không tuân theo nguyên tắc “kim loại cơ bản phù hợp”. Lúc này cần “kiểm tra bảng lựa chọn vật liệu hàn”. Ví dụ, thép không gỉ loại 304 là vật liệu cơ bản phổ biến nhất, nhưng không có điện cực loại 304.

Nếu vật liệu hàn phải phù hợp với kim loại nền thì chọn vật liệu hàn để hàn inox 304 như thế nào?

Khi hàn inox 304 nên sử dụng vật tư hàn loại 308, vì các thành phần phụ trong inox 308 có thể ổn định vùng hàn tốt hơn.

308L cũng là một lựa chọn có thể chấp nhận được. L có nghĩa là hàm lượng carbon thấp, thép không gỉ 3XXL có nghĩa là hàm lượng carbon 0.03% và thép không gỉ 3XX tiêu chuẩn có thể chứa hàm lượng carbon lên tới 0.08%.

Các nhà sản xuất sử dụng phương pháp GMAW để hàn cũng cân nhắc sử dụng vật liệu hàn loại 3XXSi, vì Si có thể cải thiện khả năng thấm ướt (Hình 2). Trong trường hợp vật hàn có độ phồng cao hoặc vũng hàn liên kết kém ở chân mối hàn của mối hàn góc hoặc mối hàn chồng, việc sử dụng dây hàn bọc khí chứa Si có thể làm ướt mối hàn và tăng tốc độ lắng đọng.

3.Làm thế nào để hàn thép không gỉ và thép cacbon?

Để giảm chi phí, một số bộ phận kết cấu sẽ được hàn một lớp chống ăn mòn trên bề mặt thép cacbon. Khi hàn kim loại cơ bản không chứa thành phần hợp kim và kim loại cơ bản có chứa thành phần hợp kim, hãy sử dụng vật liệu hàn có hàm lượng hợp kim cao hơn để cân bằng tỷ lệ pha loãng trong mối hàn.

Cần chỉ ra rằng tốc độ giãn nở nhiệt của thép không gỉ austenit cao hơn 50% so với thép cacbon. Khi hàn, sự chênh lệch về tốc độ giãn nở nhiệt sẽ sinh ra ứng suất bên trong, dẫn đến nứt. Lúc này, cần lựa chọn vật tư hàn phù hợp hoặc chỉ định quy trình hàn phù hợp (Hình 3).

4. Thao tác làm sạch trước mối hàn phù hợp là gì?

Khi hàn với các vật liệu khác, trước tiên hãy sử dụng dung môi không chứa ion clorua để loại bỏ dầu, vết và bụi. Ngoài ra, điều đầu tiên cần chú ý khi hàn inox là tránh bị thép cacbon làm ô nhiễm và ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn. Một số công ty sử dụng kho chứa riêng thép không gỉ và thép cacbon để tránh lây nhiễm chéo. Khi làm sạch khu vực xung quanh rãnh, hãy sử dụng bánh xe và bàn chải mài mòn đặc biệt dành cho thép không gỉ. Đôi khi cần phải làm sạch các khớp lần thứ hai. Do hoạt động bù điện cực của hàn thép không gỉ khó hơn so với thép cacbon nên việc làm sạch các mối nối là rất quan trọng.

5. Thao tác vệ sinh sau khi hàn như thế nào là đúng? Tại sao mối hàn inox bị rỉ sét?

Trước hết chúng ta hãy nhắc lại lý do inox không bị rỉ sét là: phản ứng của Cr và O tạo thành một lớp oxit dày đặc trên bề mặt vật liệu, có vai trò bảo vệ. Thép không gỉ bị gỉ do sự kết tủa của cacbua (xem câu hỏi cuối cùng) và sự gia nhiệt trong quá trình hàn khiến cho các oxit sắt được hình thành trên bề mặt của vật hàn. Ở trạng thái hàn, một mối hàn hoàn hảo cũng có thể tạo ra các vết cắt ở vùng rỉ sét ở ranh giới vùng chịu ảnh hưởng nhiệt hàn trong vòng 24 giờ.

Vì vậy, để tái tạo oxit crom mới, thép không gỉ cần được đánh bóng, ngâm dấm, đánh bóng hoặc chà sạch sau khi hàn. Cần nhấn mạnh rằng máy chà nhám và chổi quét phải chuyên dụng.

6.Tại sao dây hàn inox có từ tính?

Thép không gỉ hoàn toàn austenit không có từ tính. Tuy nhiên, nhiệt độ cao hơn trong quá trình hàn làm cho các hạt trong kết cấu phát triển và độ nhạy với các vết nứt sau khi hàn tăng lên. Để giảm khả năng bị nứt do nhiệt, các nhà sản xuất vật liệu hàn thêm các thành phần tạo ferit vào vật liệu hàn (Hình 4). Pha ferit làm cho hạt austenit mịn hơn, do đó làm tăng khả năng chống nứt.

Nam châm sẽ không hút kim loại mối hàn austenit nhưng có thể cảm nhận được một lực hút nhẹ khi cầm nam châm. Tuy nhiên, điều này cũng khiến một số người dùng lầm tưởng rằng sản phẩm có sai nhãn mác hoặc sử dụng sai que hàn (đặc biệt khi nhãn trên bao bì bị rách).

Lượng ferit trong vật liệu hàn phụ thuộc vào nhiệt độ sử dụng của ứng dụng. Ví dụ, quá nhiều ferit sẽ làm giảm độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp. Do đó, số ferit của vật liệu hàn loại 308 được sử dụng cho đường ống LNG là từ 3-6, trong khi số ferit của vật liệu hàn loại 308 tiêu chuẩn là 8. Nói tóm lại, vật liệu hàn có thể trông rất giống nhau, nhưng có thể có sự khác biệt rất nhỏ về thành phần. đôi khi gây ra sự khác biệt lớn.

7.Làm thế nào để hàn inox song công dễ dàng hơn?

Nhìn chung, pha austenite và pha ferrite trong cấu trúc của thép không gỉ song công mỗi loại chiếm khoảng 50%. Sự hiện diện của pha ferit có thể cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn ứng suất, trong khi pha austenit có thể cải thiện độ dẻo dai. Hiệu ứng kết hợp của hai pha làm cho hiệu suất của thép không gỉ song công trở nên tuyệt vời hơn (Hình 5). Phạm vi của thép không gỉ song rất rộng, mẫu phổ biến nhất là 2205: chứa 22% Cr, 5% Ni, 3% Mo và 0.15% N.

Khi hàn thép không gỉ song, sự có mặt quá nhiều ferit có thể gây ra một số vấn đề (sức nóng của hồ quang làm cho các nguyên tử trong ma trận ferit sắp xếp lại thứ tự). Vì lý do này, vật liệu hàn cần cung cấp nhiều nguyên tố tạo thành austenite hơn, thường cao hơn kim loại cơ bản Ni từ 2-4%. Ví dụ, dây lõi thuốc hàn dùng để hàn thép không gỉ 2205 chứa 8.85% Ni.

Sau khi hàn hàm lượng ferit trong mối hàn khoảng 25-55% (có thể cao hơn). Lưu ý: Tốc độ làm nguội sau khi hàn phải đủ chậm để austenite hình thành lại, nhưng không quá chậm, quá chậm sẽ kết tủa pha liên kim loại, không quá nhanh, quá nhanh sẽ tạo ra quá nhiều ferit trong vùng ảnh hưởng nhiệt. . Đảm bảo tuân thủ quy trình hàn và hướng dẫn lựa chọn vật liệu hàn do nhà sản xuất cung cấp.

8. Tại sao khi hàn inox lại cần điều chỉnh các thông số bất cứ lúc nào?

Khi hàn inox, nguyên nhân chính khiến người thợ hàn phải điều chỉnh các thông số hàn (điện áp, dòng điện, chiều dài hồ quang, độ tự cảm, độ rộng xung…) bất cứ lúc nào là do thành phần vật liệu hàn không khớp. Thành phần hóa học rất quan trọng và sự khác biệt về thành phần giữa các lô có thể gây ra các hành vi hàn rất khác nhau, chẳng hạn như khả năng thấm ướt và loại bỏ xỉ kém. Đường kính vật liệu hàn, độ sạch bề mặt, hiệu suất đổ và hình dạng xoắn ốc đều có thể ảnh hưởng đến đặc tính hàn của GMAW và FCAW.

9. Làm thế nào để kiểm soát sự kết tủa cacbua trong thép không gỉ austenit?

Ở nhiệt độ 800-1600°F, khi hàm lượng cacbon vượt quá 0.02%, C sẽ khuếch tán và di chuyển đến các ranh giới hạt austenite và phản ứng với Cr ở ranh giới hạt để tạo thành cacbua crom. Nếu Cr bị cố định phần lớn bởi phần tử C thì khả năng chống ăn mòn sẽ giảm. Lúc này, nếu tiếp xúc với môi trường ăn mòn sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn giữa các hạt khiến ranh giới hạt bị xói mòn.

Để kiểm soát sự kết tủa của cacbua, vật liệu hàn có hàm lượng cacbon thấp được sử dụng để đảm bảo hàm lượng cacbon trong kim loại mối hàn càng thấp càng tốt (lên tới 0.04%). C cũng có thể được sửa bằng cách thêm các phần tử Nb và Ti. So với Cr, ái lực của Nb và Ti với C lớn hơn. Vật liệu hàn loại 347 được thiết kế cho mục đích này.

10. Chuẩn bị như thế nào cho việc lựa chọn vật tư hàn?

Trước hết, chúng ta phải thu thập thông tin về ứng dụng đầu cuối của mối hàn, bao gồm môi trường sử dụng (đặc biệt là nhiệt độ sử dụng, liệu có môi trường ăn mòn hay không và khả năng chống ăn mòn dự kiến) và tuổi thọ sử dụng dự kiến. Thông tin về các đặc tính cơ học cần thiết trong các điều kiện sử dụng cũng rất quan trọng, chẳng hạn như độ bền, độ dẻo dai, độ dẻo và đặc tính mỏi.

Hầu hết các nhà sản xuất vật tư hàn hàng đầu sẽ cung cấp sách hướng dẫn lựa chọn vật tư hàn. Ở đây, tác giả một lần nữa nhấn mạnh: nên tham khảo hướng dẫn sử dụng vật tư hàn hoặc liên hệ với các chuyên gia kỹ thuật của họ. Chúng sẽ giúp chúng ta lựa chọn vật tư hàn inox chính xác hơn.

Liên kết đến bài viết này ： Làm thế nào để chọn đúng vật tư hàn thép không gỉ?

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan,đúc chết, kim loại tấm và dậpCung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tô, hàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.