Tipps zum Schweißen von austenitischem Edelstahl

Austenitischer Edelstahl ist die am häufigsten verwendete Art von Edelstahl, hauptsächlich Cr18-Ni8, Cr25-Ni20, Cr25-Ni35. Das Schweißen von austenitischem Edelstahl hat offensichtliche Eigenschaften:

  • Heißriss schweißen.

Austenitischer rostfreier Stahl bildet aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit und des großen linearen Ausdehnungskoeffizienten leicht eine voluminöse säulenförmige Kornstruktur, wenn die Schweißverbindungsteile mit hoher Temperatur und Verweilzeit länger sind. Wenn während des Erstarrungsprozesses der Gehalt an Schwefel, Phosphor, Zinn, Antimon, Niob und anderen Verunreinigungselementen höher ist, führt dies zur Bildung eines Eutektikums mit niedrigem Schmelzpunkt zwischen den Körnern. Wenn die Schweißverbindung einer hohen Zugspannung ausgesetzt wird, bilden sich leicht Erstarrungsrisse in der Schweißnaht und leicht Verflüssigungsrisse in der Wärmeeinflusszone, die schweißtechnische Risse sind. Die effektivste Methode zur Vermeidung von Heißrissen besteht darin, die Verunreinigungselemente zu reduzieren, die leicht Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt in Stahl und Schweißmaterialien erzeugen und den austenitischen Cr-Ni-Edelstahl 4% ~ 12% Ferritstruktur enthalten.

  • Interkristalline Korrosion.

Nach der Theorie der Chromverarmung ist die Ausscheidung von Chromcarbid an der interkristallinen Oberfläche, die zu einer Chromverarmung an der Korngrenze führt, der Hauptgrund für die interkristalline Korrosion. Daher sind die Wahl von Werkstoffen mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt oder Schweißmaterialien, die stabilisierte Elemente wie Niob und Titan enthalten, die wichtigsten Maßnahmen, um interkristalline Korrosion zu verhindern.

  • Spannungsrisskorrosion.

Spannungsrisskorrosion (SCC) wird normalerweise als sprödes Versagen dargestellt, und die Verarbeitungszeit des Versagens ist kurz und der Schaden ist schwerwiegend. Schweißeigenspannungen sind die Hauptursache für Spannungsrisskorrosion in austenitischen rostfreien Stählen. Auch die Gefügeänderung der Schweißverbindung oder die Spannungskonzentration lokaler korrosiver Medien sind die Gründe.

  • σ Phasenversprödung von Schweißverbindungen

Die σ-Phase ist eine Art spröde intermetallische Verbindung, die sich hauptsächlich an den Korngrenzen von säulenförmigen Körnern konzentriert. Bei austenitischem Cr-Ni-Stahl, insbesondere bei Ni-Cr-Mo-Edelstahl, neigt er zum δ-σ-Phasenübergang und die Änderung wird deutlicher, wenn der δ-Ferritgehalt in Schweißverbindungen um mehr als 12% beträgt offensichtliche Versprödung im Schweißgut, deshalb wird die Delta-Ferrit-Menge der Oberflächenschicht der Heißwand-Hydrierreaktorwand auf 3% bis 10% kontrolliert.

Welches Schweißmaterial ist zum Schweißen von Edelstahl 304 geeignet?

Beim Schweißen von Edelstahl 308 wird das Schweißmaterial Typ 304 empfohlen, da die zusätzlichen Elemente aus Edelstahl 308 die Schweißzone besser stabilisieren können. 308L Drähte sind auch eine akzeptable Option.

Der Kohlenstoffgehalt von Edelstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt beträgt weniger als 0.03 %, während Standard-Edelstahl bis zu 0.08 % Kohlenstoffgehalt enthalten kann. Hersteller sollten dem Einsatz von L-Kohlenstoff-Schweißwerkstoffen besondere Beachtung schenken, da ihr geringer Kohlenstoffgehalt die Neigung zur interkristallinen Korrosion verringert. Hersteller von MSG-Schweißen verwenden auch 3XXSi-Schweißnähte wie such 308LSi or 316LSi denn Si verbessert die Benetzung von Schweißnähten. In Fällen, in denen die Schweißkonstruktion einen hohen Höcker aufweist oder die Schweißbadverbindung am Fuß der Kehl- oder Überlappnaht schlecht ist, kann die Verwendung eines Si-haltigen luftgeschützten Drahtes die Schweißnaht befeuchten und die Abscheidungsrate erhöhen. Schweißwerkstoffe des Typs 347 mit geringem Nb-Anteil können unter Berücksichtigung von Karbidausscheidungen gewählt werden.

Wie schweißt man Edelstahl und Kohlenstoffstahl?

Einige Strukturteile werden zur Kostensenkung mit einer korrosionsbeständigen Schicht auf die Oberfläche von Kohlenstoffstahl geschweißt. Beim Schweißen von Kohlenstoffstahl mit legiertem Grundmetall kann die Verwendung von Schweißmaterial mit höherem Legierungsgehalt die Verdünnungsrate in der Schweißnaht ausgleichen. Beim Schweißen von Kohlenstoffstahl und Edelstahl 304 oder 316 sowie anderen unähnlichen Edelstählen ist beispielsweise 309L-Draht oder -Elektrode eine geeignete Wahl.

Wenn Sie einen höheren Cr-Gehalt erzielen möchten, verwenden Sie 312 Schweißen Material. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Wärmeausdehnungsrate von austenitischem Edelstahl um 50 % höher ist als die von Kohlenstoffstahl. Beim Schweißen erzeugt der Unterschied in der Wärmeausdehnungsrate innere Spannungen, die zum Riss führen. In diesem Fall ist es erforderlich, das geeignete Schweißmaterial auszuwählen oder das entsprechende Schweißverfahren anzugeben (Abb. 1). Es zeigt sich, dass beim Schweißen von Kohlenstoffstahl und Edelstahl die durch unterschiedliche Wärmeausdehnung verursachte Verzugsverformung stärker ausgeglichen werden muss.

Was ist die richtige Schweißvorbereitung?

Verwenden Sie vor dem Schweißen chlorfreies Lösungsmittel, um Fett, Flecken und Staub zu entfernen, um die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahlgrundmaterials gegenüber Kohlenstoffstahl zu vermeiden. Einige Unternehmen verwenden eine separate Lagerung von Edelstahl und Kohlenstoffstahl, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Beim Einsatz von speziellen Schleifscheiben und Bürsten mit Edelstahl zur Reinigung des Bereichs um die Fasen ist manchmal eine Nachreinigung der Fugen erforderlich. Da die Elektrodenkompensation beim Schweißen von rostfreiem Stahl schwieriger ist als die von Kohlenstoffstahl, ist die Fugenreinigung wichtig.

Was ist die richtige Behandlung nach dem Schweißen?

Erinnern wir uns zunächst daran, dass Edelstahl nicht rostet, weil Cr und O an der Oberfläche des Materials reagieren, um eine Schicht der dichten Oxidschicht zu erzeugen und eine schützende Rolle zu spielen. Rost aus Edelstahl entsteht durch die Ausscheidung von Karbid und die Erwärmung während des Schweißprozesses, was zur Bildung von Eisenoxid auf der Schweißoberfläche führt. Perfektionierte Schweißnähte im Schweißzustand können auch innerhalb von 24 Stunden im angerosteten Bereich an der Grenze der Schweißwärmeeinflusszone einen Unterschnitt erzeugen. Daher muss Edelstahl nach dem Schweißen poliert, gebeizt, geschliffen oder gewaschen werden, um das neue Chromoxid zu regenerieren.

Wie kontrolliert man die Karbidausscheidung in austenitischem Edelstahl?

Wenn der Kohlenstoffgehalt 0.02% bei 800-1600 exceed überschreitet, diffundiert C zu austenitischen Korngrenzen und reagiert mit Cr an den Korngrenzen, um Chromkarbide zu bilden. Wenn eine große Menge Cr durch Element C gehärtet wird, nimmt die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl ab und es tritt interkristalline Korrosion auf, wenn es einer korrosiven Umgebung ausgesetzt wird. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass in der Wärmeeinflusszone des Schweißens im Wassertank mit korrosiven Medien interkristalline Korrosion auftritt. Die Verwendung von kohlenstoffarmen oder speziellen Legierungsschweißmaterialien kann die Neigung zur Karbidausscheidung verringern und die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Zur Verfestigung von C können auch Nb und Ti zugesetzt werden. Im Vergleich zu Cr haben die Elemente Nb und Ti eine größere Affinität zu C. Die grade347 Schweißmaterial ist dafür ausgelegt.

Warum sind Edelstahldrähte magnetisch?

Edelstähle mit vollständig austenitischer Struktur sind nicht magnetisch. Durch die höhere Schweißtemperatur werden jedoch die Körner im Gefüge größer und die Rissanfälligkeit nach dem Schweißen erhöht. Um die thermische Rissempfindlichkeit zu reduzieren, fügt der Schweißzusatzhersteller dem Schweißmaterial ferritbildende Elemente hinzu (Bild 2). Die Ferritphase reduziert die Austenitkorngröße und erhöht die Rissbeständigkeit. Das folgende Bild zeigt die auf der Austenitmatrix verteilte Ferritphase (grauer Teil) in 309L Schweißmaterial.

Der Magnet haftet nicht fest auf dem austenitischen Schweißgut, beim Werfen ist jedoch ein leichter Sog zu spüren. Dies führt auch dazu, dass einige Benutzer glauben, dass das Produkt falsch etikettiert ist oder dass das falsche Lotmaterial verwendet wird (insbesondere wenn das Etikett von der Verpackung entfernt wird). Der Ferritanteil im Schweißgut hängt von der Einsatztemperatur der Anwendung ab. Überschüssiges Ferrit verringert beispielsweise die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Infolgedessen liegt die Ferritmenge für Schweißwerkstoffe der Güteklasse 308, die in LNG-Pipelines verwendet werden, zwischen 3 und 6, während die Ferritzahl für Standardschweißwerkstoffe des Typs 308 bei 8 liegt Zusammensetzung kann manchmal einen großen Unterschied machen.

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