Tipos de hilo tubular

El alambre tubular es cada vez más popular en la práctica de la ingeniería debido a su menor coste global, mayor velocidad de deposición y menos salpicaduras. Según el proceso de fabricación, puede dividirse en alambre tubular con costura y alambre tubular sin costura. El alambre tubular con costura es una tira delgada de acero procesada en ranuras por rodillos de conformación, envuelta en polvo para enrollarla en un tubo y luego trefilar el alambre, el alambre acabado necesita un tratamiento de oxidación superficial. El alambre tubular sin soldadura se llena de polvo en un tubo de acero preformado, y luego electrochapado, trefilado de alambre, se puede cobrear, buen rendimiento, bajo coste, es la dirección del desarrollo futuro.

Según la composición del polvo de relleno, el alambre tubular puede dividirse en alambre tubular de escoria y alambre tubular de polvo metálico. El primero puede dividirse en alambre tubular de tipo titanio (escoria ácida), de tipo titanio-calcio (escoria alcalina neutra o débil) y alcalino (escoria alcalina) según la basicidad de la escoria. El alambre tubular de titanio tiene buena conformabilidad y soldabilidad en todas las posiciones, pero la tenacidad de la entalla y la resistencia al agrietamiento son ligeramente deficientes; por el contrario, el alambre tubular alcalino tiene buena tenacidad de la entalla y resistencia al agrietamiento, pero mala apariencia, conformabilidad y soldabilidad.

La propiedad de los alambres tubulares de titanio-calcio está en medio y hoy en día se utiliza poco. En los últimos años, el nuevo alambre tubular de titanio no sólo tiene una buena tecnología de soldadura, sino que también tiene un bajo contenido de hidrógeno de difusión y una excelente tenacidad al impacto. El alambre tubular de polvo metálico tiene las características de baja escoria (poca producción de escoria), buena resistencia al agrietamiento, y tiene un buen rendimiento de soldadura con el alambre tubular de titanio, su eficacia de soldadura es superior a la del alambre tubular de titanio.

El alambre tubular se puede utilizar para soldar acero de bajo contenido en carbono, acero de alta resistencia de baja aleación, acero de baja temperatura, acero resistente al calor, acero inoxidable y revestimientos resistentes al desgaste y otras estructuras de acero, entre los más utilizados se incluyen:

  • Alambre tubular de acero de bajo contenido en carbono y acero de alta resistencia

La mayor parte del alambre de soldadura de escoria de titanio, buen proceso de soldadura, alta productividad, utilizado principalmente para la construcción naval alambre tubular, puente, construcción, fabricación de vehículos y otros alambre tubular con una resistencia a la tracción de 490MPa y 590Mpa.

  • Hilo tubular de acero inoxidable

Hay más de 20 tipos de alambre tubular de acero inoxidable, además del alambre tubular de acero inoxidable Cr-Ni y el alambre tubular de acero inoxidable Cr. El diámetro del alambre de soldadura es de 0,8, 1,2, 1,6 mm, etc., que puede utilizarse para soldar chapas de acero inoxidable, chapas medianas y chapas gruesas. El gas de protección es principalmente CO₂ pero también puede ser una mezcla de Ar+ (20%~50%) CO₂.

  • Hilo tubular de revestimiento antidesgaste

Se añade una cierta cantidad de elementos de aleación en el núcleo de la droga para aumentar la resistencia al desgaste o hacer que la superficie metálica obtenga algunas propiedades especiales. O mediante la adición de elementos de aleación en el fundente sinterizado, se puede obtener la capa de revestimiento de los componentes correspondientes después del revestimiento. Puede combinarse con alambre de núcleo macizo o de núcleo fundente para satisfacer diferentes requisitos de revestimiento.

Los gases de protección disponibles son el CO₂ y el gas de mezcla Ar+CO₂ para el alambre tubular, utilizándose el primero para la estructura general. Por lo tanto, según el gas protector, los alambres tubulares pueden dividirse en alambres tubulares con gas protector y alambres tubulares autoprotegidos, es decir, alambres de soldadura que pueden soldarse por arco sin gas protector ni fundente. Los alambres tubulares con gas de protección más comunes son AWS A5.29/5.28 E71T1-C(M), E81T1-K2, E81T1-NI1, E91T1-K2, E101-K3, E111T1-K3, E80C-G, E90C-G, E110C-G, etc. (diámetro general 1,2mm-1,6mm). Autoprotección alambre de soldadura con núcleo de flujo es poner el polvo y el polvo de metal como escoria, gas haciendo y desoxidación o recubierto en la superficie del alambre de soldadura. Durante la soldadura, el polvo se convierte en escoria y gas bajo la acción del arco y juega escoria y gas haciendo sin protección de gas. Auto-protección de alambre tubular eficiencia de deposición es mayor que el electrodo, obviamente, por lo general bajo cuatro de soldadura de viento, adecuado para el trabajo al aire libre o aérea, se utiliza principalmente para la estructura soldada de acero de bajo carbono, no debe ser utilizado para la soldadura de acero de alta resistencia, y otras estructuras importantes, vale la pena señalar que la auto-protección de hollín de alambre de soldadura es más grande, ventilado y el cambio de aire es necesario cuando se trabaja en espacio confinado.

En la actualidad, no existe una norma unificada para la clasificación del alambre tubular. De acuerdo con el tipo y la forma de transición de gota de alambre de núcleo fundente, la mayoría de los países generalmente dividen el alambre de núcleo fundente en alambre de núcleo fundente de titanio, alambre de núcleo fundente de álcali, alambre de núcleo fundente de polvo metálico y alambre de núcleo fundente de autoprotección.

¿Cómo soldar titanio y sus aleaciones?

El titanio metálico se ha utilizado en diversos campos debido a sus inigualables ventajas, como su ligereza, alta resistencia, buena resistencia a altas y bajas temperaturas, excelente resistencia al agrietamiento y resistencia a la corrosión en gas cloro húmedo. La soldadura del titanio supone un reto especialmente importante para muchos soldadores, ya que se trata de un metal bastante novedoso para la mayoría de los sectores industriales. Aunque se pueden utilizar muchos materiales en soldadura, ninguno tiene la combinación de durabilidad, flexibilidad y resistencia que se encuentran en el titanio. Esta combinación de características hace que el material sea extremadamente difícil de trabajar y plantea retos particulares incluso para trabajadores cualificados con formación y experiencia en soldadura. Esto es lo que hace que la soldadura del titanio sea extremadamente exigente. Aquí hablaremos de la soldadura del titanio y sus aleaciones. Si está interesado, siga leyendo.

Análisis de soldabilidad

  • Fragilización por contaminación de los elementos intersticiales

El titanio es un elemento químico activo a altas temperaturas. El titanio puede absorber hidrógeno rápidamente por encima de 300℃, absorber oxígeno rápidamente por encima de 600℃ y absorber nitrógeno rápidamente por encima de 700℃. Si no se obtiene una protección eficaz durante la soldadura y el proceso de enfriamiento posterior a la soldadura, la plasticidad disminuirá y la fragilidad aumentará. El carbono del material de titanio se controla generalmente por debajo de 0,1%, porque cuando el carbono excede su solubilidad, genera TiC duro y quebradizo con distribución en red, que es fácil de causar grietas.

  • Crack caliente

Debido al titanio y titanio, aleación contenido de impurezas es menor, no es fácil de producir grietas en caliente, que tienen requisitos de alta calidad para la alambre de soldadura, el alambre de soldadura no calificado causará grietas, intercalaciones y otros defectos, un gran número de impurezas puede causar grietas calientes de soldadura.

  • Puede producirse agrietamiento retardado en la zona afectada por el CALOR

Durante la soldadura, el hidrógeno del baño y del metal base en la zona de baja temperatura se difunde a la zona afectada por el calor, lo que conduce a la acumulación de hidrógeno en la zona afectada por el calor y provoca grietas en condiciones de tensión adversas.

  • Porosidad

La porosidad es el defecto más común en la soldadura de titanio y aleaciones de titanio. Generalmente es la porosidad de la soldadura y la porosidad de la línea de fusión, la porosidad se localiza generalmente cerca de la línea de fusión cuando la energía de la línea de soldadura es mayor, pero principalmente en la zona de soldadura especialmente cuando la superficie de soldadura está contaminada por agua y aceite.

Tecnología de soldadura

  • Método de soldadura

Método de soldadura GTAW, conexión de corriente continua, utilizando el encendido del arco de alta frecuencia y la atenuación de la máquina de soldadura del dispositivo de extinción del arco.

  • Material de soldadura

La selección del alambre de soldadura debe hacer que la resistencia a la tracción de la costura de soldadura no sea inferior al límite inferior de la resistencia a la tracción estándar del metal base recocido, la plasticidad y la resistencia a la corrosión de la costura de soldadura después del estado de soldadura no es inferior al metal base recocido o similar al metal base, y la soldabilidad es buena.

La composición química de Alambre ER Ti-2 se muestra en la tabla siguiente.

Alambres de soldaduraTiFeCNO
ERTi-2Saldo0.30.10.050.0150.25
Cuadro 1
  • Selección del gas de protección y del color de la soldadura

La pureza del argón para soldadura no debe ser inferior a 99,99%, la humedad debe ser inferior a 50mL /m³, y el punto de rocío no debe ser superior a -40℃. No debe utilizarse cuando la presión del argón embotellado sea inferior a 0,981MPa. El baño de soldadura y la zona donde la temperatura de la superficie interna y externa de la junta de soldadura es superior a 400℃ están protegidos por gas argón.

Color de las uniones soldadasPlata Amarillo claroAmarillo oscuroMorado (brillo metálico)Azul (brillo metálico)Blanco hueso, blanco amarillento
Pureza del gas argón99.99%98.7%97.8%97.5%97%96%
Calidad de la soldaduraAlta calidadBien CualificadoCualificadoNo cualificado No cualificado
Cuadro 2
  • Preparación de la soldadura

Deben tomarse medidas eficaces para evitar la disolución mutua entre el acero y el titanio en el proceso de soldadura, mantener el lugar limpio y evitar el uso de herramientas de hierro.

Procesamiento de la ranura. Después de cortar el tubo de titanio, la amoladora se utiliza para pulir la ranura. El ángulo de la ranura es de 30 ° ± 2,5 ° en un lado y el borde romo es de 0,5 ~ 1,5 mm. El procesamiento de la ranura no debe causar que el metal base produzca decoloración por sobrecalentamiento. Las superficies interior y exterior de la ranura y sus lados dentro de 25 mm se limpiarán mediante el siguiente procedimiento: pulido con pulidora - pulido con rueda de papel de lija - limpieza con acetona. Limpiar el alambre de soldadura con una esponja humedecida en acetona, y comprobar cuidadosamente si hay grietas y capas intermedias cerca de la ranura de metal base y el alambre de soldadura, y esperar a que el extremo seco de la ranura antes de la operación. Si no se puede soldar a tiempo, se debe utilizar cinta autoadhesiva y una lámina de plástico para proteger la ranura. El tiempo desde la limpieza hasta la soldadura no es más de 2 horas, los guantes de soldador deben estar limpios antes de su uso deben limpiarse con etanol anhidro (o acetona), evitar la fibra de algodón adherida a la superficie del soldador.

  • Parámetros del proceso de soldadura

Grosor de la pared

Capa de soldadura

Diámetro del electrodo de wolframio

Corriente de soldadura

Diámetro del cable

El flujo de gas argón

El diámetro de la boquilla

Mango de soldadura

Cubierta de arrastre

Tubo

3-4

2

2.4

75-95

2.5

11-13

20-22

11-22

12

5-6

3

2.4

90-120

2.5

12-15

20-22

11-22

18

7-8

3-4

3.0

120-160

3.0

12-15

20-22

11-22

18

Cabe señalar que, con la condición de garantizar una buena formación de la soldadura, debe seleccionarse, en la medida de lo posible, una soldadura de energía de línea pequeña, y la temperatura entre capas no debe ser superior a 200℃ para evitar que el grano crezca durante demasiado tiempo a alta temperatura. El proceso de soldadura se llevará a cabo bajo la protección de argón: la boquilla de la antorcha de soldadura se utilizará para proteger el baño de fusión, la cubierta de arrastre de la antorcha de soldadura se utilizará para proteger la soldadura caliente y la superficie exterior de la zona próxima a la junta, y el tubo se llenará de argón para proteger la costura de soldadura y la superficie interior de la zona próxima a la junta. Cuando se suelde el tubo de titanio de gran diámetro, el soldador utilizará una máscara de gas y una cubierta protectora manual para proteger la parte posterior del baño de soldadura.

Cuando se sueldan tubos de diámetro pequeño u orificio fijo, el papel soluble debe utilizarse en el lugar donde la superficie del tubo de titanio está a 150-300 mm de la ranura (debe tomarse un valor mayor según la operabilidad) para evitar que el papel soluble de sellado se dañe por la presión excesiva en el tubo, y luego debe llenarse de gas argón para agotar el aire en el tubo. El argón debe precargarse completamente antes de soldar, y el argón debe retrasarse después de soldar para enfriar completamente la zona de alta temperatura y evitar la oxidación de la superficie.

Inspección de soldaduras

El soldador deberá limpiar la superficie del cordón para que tenga un buen aspecto.

La anchura debe ser de 2 mm por encima del borde de la ranura. La altura de la punta de la soldadura en ángulo debe cumplir los requisitos de diseño y la forma debe ser lisa. La calidad de la superficie deberá cumplir los siguientes requisitos: no se permiten defectos como mordeduras en los bordes, grietas, falta de fusión, porosidad, inclusión de escoria y salpicaduras; Altura residual de la soldadura: cuando el espesor de la pared es inferior a 5 mm, 0 ~ 1,5 mm; Cuando el espesor de la pared es superior a 5 mm, es de 1 ~ 2 mm; La cantidad de borde escalonado en la superficie de la soldadura c no deberá ser superior a 10% del espesor de la pared, y no superior a 1 mm.

Las soldaduras del fondo se inspeccionarán mediante líquidos penetrantes y se considerará que no presentan grietas ni ningún otro defecto superficial. Se comprobará el color de la superficie de cada soldadura, que indica el cambio de color de la película de óxido superficial a diferentes temperaturas, y sus propiedades mecánicas no son las mismas. (Ver Tabla 3) Nota: El método de decapado debe utilizarse para distinguir la oxidación a baja temperatura de la oxidación a alta temperatura.

Consejos para soldar acero inoxidable austenítico

El acero inoxidable austenítico es el tipo de acero inoxidable más utilizado, principalmente del tipo Cr18-Ni8, Cr25-Ni20, Cr25-Ni35. La soldadura de acero inoxidable austenítico tiene características obvias:

  • Grieta caliente de soldadura.

El acero inoxidable austenítico es fácil de formar una estructura de grano columnar voluminosos cuando las partes de unión de soldadura de alta temperatura y el tiempo de retención es más largo debido a la pequeña conductividad térmica y gran coeficiente de expansión lineal. En el proceso de solidificación, si el contenido de azufre, fósforo, estaño, antimonio, niobio y otros elementos de impureza son más altos, Esto conduce a la formación de bajo punto de fusión eutéctico entre los granos. Cuando la unión soldada se somete a una gran tensión de tracción, es fácil que se formen grietas de solidificación en el cordón de soldadura y grietas de licuefacción en la zona afectada por el calor, que son grietas térmicas de soldadura. El método más eficaz para evitar las grietas en caliente es reducir los elementos de impureza que son fáciles de producir eutéctico de bajo punto de fusión en el acero y los materiales de soldadura y hacer que el acero inoxidable austenítico Cr - Ni contenga estructura de ferrita 4% ~ 12%.

  • Corrosión intergranular.

Según la teoría del agotamiento del cromo, la precipitación de carburo de cromo en la superficie intergranular, que provoca el agotamiento del cromo en el límite del grano, es la principal razón de la corrosión intergranular. Por lo tanto, la elección de grados de carbono ultrabajos o de materiales de soldadura que contengan elementos estabilizados como el niobio y el titanio son las principales medidas para evitar la corrosión intergranular.

  • Agrietamiento por corrosión bajo tensión.

El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) suele presentarse como un fallo frágil, y el tiempo de transformación del fallo es corto y el daño grave. La tensión residual de la soldadura es la principal causa del agrietamiento por corrosión bajo tensión en el acero inoxidable austenítico. El cambio de microestructura de la unión soldada o la concentración de tensiones de los medios corrosivos locales también son las razones.

  • Fragilización en fase σ de las uniones soldadas

La fase σ es un tipo de compuesto intermetálico frágil que se concentra principalmente en el límite de grano de los granos columnares. Para el acero inoxidable austenítico Cr-Ni, especialmente para el acero inoxidable Ni-Cr-Mo, es propenso a la transición de fase δ-σ y el cambio será más obvio cuando el contenido de ferrita δ en las uniones soldadas sea superior a 12%, haciendo evidente la fragilidad en el metal de soldadura, por lo que la cantidad de ferrita delta de la capa superficial de la pared del reactor de hidrogenación de pared caliente se controlará en 3%~10%.

¿Qué material de soldadura es adecuado para soldar acero inoxidable 304?

El material de soldadura tipo 308 se recomienda cuando se suelda acero inoxidable 304 porque los elementos adicionales del acero inoxidable 308 pueden estabilizar mejor la zona de soldadura. Cables 308L también son una opción aceptable.

El contenido de carbono del acero inoxidable bajo en carbono es inferior a 0,03%, mientras que el acero inoxidable estándar puede contener hasta 0,08% de carbono. Los fabricantes deben prestar especial atención al uso de materiales de soldadura de bajo contenido en carbono porque su bajo contenido en carbono reduce la tendencia a la corrosión intergranular. Los fabricantes de soldadura GMAW también utilizan soldaduras 3XXSi como 308LSi o 316LSi porque el Si mejora la humectación de las soldaduras. En los casos en los que la soldadura tiene una joroba alta o en los que la conexión del baño de fusión es deficiente en la punta de la soldadura en ángulo o solapada, el uso de un hilo con protección de aire que contenga Si puede humedecer la soldadura y aumentar la velocidad de depósito. Pueden seleccionarse materiales de soldadura del tipo 347 con una pequeña cantidad de Nb si se considera la precipitación de carburos.

¿Cómo soldar acero inoxidable y acero al carbono?

Algunas piezas estructurales se sueldan a la superficie de acero al carbono con una capa resistente a la corrosión para reducir costes. Al soldar acero al carbono con metal base aleado, el uso de material de soldadura con mayor contenido de aleación puede equilibrar la tasa de dilución en la soldadura. Por ejemplo, al soldar acero al carbono y acero inoxidable 304 o 316, así como otros aceros inoxidables distintos, el alambre o electrodo 309L es una opción adecuada.

Si desea obtener un mayor contenido de Cr, utilice 312 soldadura material. Cabe señalar que la tasa de expansión térmica del acero inoxidable austenítico es 50% mayor que la del acero al carbono. Al soldar, la diferencia en la tasa de expansión térmica producirá tensión interna, lo que dará lugar a la grieta. En este caso, es necesario seleccionar el material de soldadura adecuado o especificar el proceso de soldadura adecuado (Fig. 1). Cuando se sueldan acero al carbono y acero inoxidable, la deformación por alabeo causada por las diferentes tasas de expansión térmica necesita más compensación.

¿Cuál es la preparación adecuada previa a la soldadura?

Antes de soldar, utilice disolvente sin cloro para eliminar la grasa, las marcas y el polvo para evitar la resistencia a la corrosión del material base de acero inoxidable del acero al carbono. Algunas empresas almacenan por separado el acero inoxidable y el acero al carbono para evitar la contaminación cruzada. Cuando se utilizan muelas abrasivas especiales y cepillos con acero inoxidable para limpiar la zona alrededor de los biseles, a veces es necesario realizar una limpieza secundaria de las juntas. Dado que la operación de compensación de electrodos de la soldadura de acero inoxidable es más difícil que la del acero al carbono, la limpieza de las juntas es importante.

¿Cuál es el tratamiento post-soldadura correcto?

En primer lugar, recordemos que la razón por la que el acero inoxidable no se oxida es que el Cr y el O reaccionan en la superficie del material para generar una capa de óxido densa y desempeñan una función protectora. La oxidación del acero inoxidable se debe a la precipitación de carburo y al calentamiento durante el proceso de soldadura, lo que da lugar a la formación de óxido de hierro en la superficie de soldadura. Las soldaduras perfeccionadas en estado de soldadura también pueden producir socavaduras en la zona oxidada en el límite de la zona afectada por el calor de la soldadura en un plazo de 24 horas. Por lo tanto, para regenerar el nuevo óxido de cromo, el acero inoxidable debe pulirse, decaparse, lijarse o lavarse después de la soldadura.

¿Cómo controlar la precipitación de carburos en el acero inoxidable austenítico?

Cuando el contenido de carbono supera 0,02% a 800-1600℉, el C difunde a los límites de grano austeníticos y reacciona con el Cr en los límites de grano para formar carburos de cromo. Si una gran cantidad de Cr es curada por el elemento C, la resistencia a la corrosión del acero inoxidable disminuirá, y se producirá corrosión intergranular cuando se exponga a un ambiente corrosivo. Los resultados experimentales muestran que la corrosión intergranular se produce en la zona afectada por el calor de la soldadura en el depósito de agua con medios corrosivos. El uso de materiales de soldadura con bajo contenido en carbono o aleaciones especiales puede reducir la tendencia a la precipitación de carburos y mejorar la resistencia a la corrosión. También se pueden añadir Nb y Ti para solidificar el C. En comparación con el Cr, los elementos Nb y Ti tienen una mayor afinidad con el C. El grado347 El material de soldadura está diseñado para este fin.

¿Por qué son magnéticos los alambres de acero inoxidable?

Los aceros inoxidables con estructura austenítica completa son no magnéticos. Sin embargo, la mayor temperatura de soldadura hace que los granos de la microestructura se agranden y aumente la susceptibilidad a la fisuración tras la soldadura. Para reducir la sensibilidad a las fisuras térmicas, el fabricante de consumibles de soldadura añade elementos formadores de ferrita al material de soldadura (Fig. 2). La fase de ferrita reduce el tamaño del grano de austenita y aumenta la resistencia a la fisuración. La siguiente imagen muestra la fase de ferrita (parte gris) distribuida en la matriz de austenita en el material de soldadura 309L.

El imán no se adhiere firmemente al metal de soldadura austenítico, pero puede notarse una ligera succión al lanzarlo. Esto también lleva a algunos usuarios a creer que el producto está mal etiquetado o que se utiliza el material de soldadura equivocado (especialmente cuando se retira la etiqueta del envase). La cantidad de ferrita en el material de soldadura depende de la temperatura de servicio de la aplicación. Un exceso de ferrita, por ejemplo, reduce la tenacidad a bajas temperaturas. En consecuencia, la cantidad de ferrita de los materiales de soldadura de grado 308 utilizados en las tuberías de GNL oscila entre 3 y 6, mientras que la cantidad de ferrita de los materiales de soldadura estándar de tipo 308 es de 8. En resumen, los materiales de soldadura pueden parecer similares, pero incluso pequeñas diferencias en la composición pueden suponer a veces una gran diferencia.