Наконечники для сварки аустенитной нержавеющей стали

Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее широко используемым типом нержавеющей стали, в основном Cr18-Ni8, Cr25-Ni20, Cr25-Ni35. Сварка аустенитной нержавеющей стали имеет очевидные характеристики:

  • Сварка горячей трещины.

Аустенитная нержавеющая сталь легко образует объемную столбчатую зернистую структуру, когда сварные детали соединяются с высокой температурой и временем удержания дольше из-за небольшой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения. В процессе затвердевания, если содержание серы, фосфора, олова, сурьмы, ниобия и других примесных элементов выше, это приводит к образованию эвтектики с низкой температурой плавления между зернами. Когда сварное соединение подвергается высокому растягивающему напряжению, в сварном шве легко образуются трещины затвердевания, а в зоне термического влияния легко образуются трещины разжижения, которые представляют собой термические трещины при сварке. Наиболее эффективным методом предотвращения горячих трещин является уменьшение количества примесных элементов, которые легко образуют эвтектику с низкой температурой плавления в стали и сварочных материалах, и обеспечение содержания ферритной структуры Cr-Ni аустенитной нержавеющей стали на 4–12%.

  • Межкристаллитная коррозия.

Согласно теории обеднения хрома, осаждение карбида хрома на межкристаллитной поверхности, приводящее к обеднению хрома на границе зерен, является основной причиной межкристаллитной коррозии. Поэтому выбор марок со сверхнизким содержанием углерода или сварочных материалов, содержащих стабилизированные элементы, такие как ниобий и титан, является основными мерами по предотвращению межкристаллитной коррозии.

  • Коррозионное растрескивание под напряжением.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) обычно представляет собой хрупкое разрушение, время обработки разрушения короткое, а повреждение является серьезным. Остаточное сварочное напряжение является основной причиной коррозионного растрескивания аустенитной нержавеющей стали. Причинами также являются изменение микроструктуры сварного шва или концентрация напряжений местных агрессивных сред.

  • σ-фазовое охрупчивание сварных соединений

σ-фаза представляет собой хрупкое интерметаллическое соединение, которое в основном концентрируется на границе столбчатых зерен. Для хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали, особенно для нержавеющей стали Ni-Cr-Mo, она склонна к фазовому переходу δ-σ, и это изменение будет более очевидным, когда содержание δ-феррита в сварных соединениях превышает 12%, в результате чего очевидное охрупчивание в металле шва, поэтому количество дельта-феррита в поверхностном слое горячей стенки реактора гидрирования будет контролироваться в пределах 3% ~ 10%.

Какой сварочный материал подходит для сварки нержавеющей стали 304?

Сварочный материал типа 308 рекомендуется при сварке нержавеющей стали 304, поскольку дополнительные элементы из нержавеющей стали 308 могут лучше стабилизировать зону сварки. Провода 308L тоже приемлемый вариант.

Содержание углерода в низкоуглеродистой нержавеющей стали составляет менее 0.03%, в то время как стандартная нержавеющая сталь может содержать до 0.08% углерода. Производители должны уделять особое внимание использованию материалов для сварки L-углеродом, поскольку их низкое содержание углерода снижает склонность к межкристаллитной коррозии. Производители сварки GMAW также используют сварные швы 3XXSi, такие как 308LSi or 316LSi потому что Si улучшает смачивание сварных швов. В случаях, когда сварная деталь имеет высокий выступ или плохое соединение ванны на носке углового или нахлесточного сварного шва, использование экранированной проволоки, содержащей Si, может увлажнить сварной шов и увеличить скорость наплавки. Сварочные материалы типа 347 с небольшим содержанием Nb могут быть выбраны, если учесть осаждение карбида.

Как сваривать нержавеющую и углеродистую сталь?

Некоторые детали конструкции приварены к поверхности из углеродистой стали с антикоррозийным слоем для снижения затрат. При сварке углеродистой стали с легированным основным металлом использование сварочного материала с более высоким содержанием сплава может сбалансировать степень разбавления сварного шва. Например, при сварке углеродистой стали и нержавеющей стали 304 или 316, а также других разнородных нержавеющих сталей подходящим выбором будет проволока или электрод 309L.

Если вы хотите получить более высокое содержание Cr, используйте 312 сварка материал. Следует отметить, что степень теплового расширения аустенитной нержавеющей стали на 50% выше, чем у углеродистой стали. При сварке разница в скорости теплового расширения вызывает внутреннее напряжение, которое приводит к трещине. В этом случае необходимо выбрать соответствующий сварочный материал или указать соответствующий процесс сварки (рис. 1). Он показывает, что при сварке углеродистой и нержавеющей стали деформация коробления, вызванная разной степенью теплового расширения, требует дополнительной компенсации.

Что такое правильная подготовка перед сваркой?

Перед сваркой используйте не содержащий хлора растворитель для удаления жира, следов и пыли, чтобы избежать коррозионной стойкости основного материала из нержавеющей стали по сравнению с углеродистой сталью. Некоторые компании используют раздельное хранение нержавеющей стали и углеродистой стали, чтобы избежать перекрестного загрязнения. При использовании специальных шлифовальных кругов и щеток из нержавеющей стали для очистки области вокруг скосов иногда необходимо выполнить вторичную очистку стыков. Поскольку операция компенсации электродов при сварке нержавеющей стали сложнее, чем при сварке углеродистой стали, очистка стыка важна.

Какова правильная послесварочная обработка?

Прежде всего, давайте вспомним, что причина, по которой нержавеющая сталь не ржавеет, заключается в том, что Cr и O реагируют на поверхности материала с образованием слоя плотного оксидного слоя и играют защитную роль. Ржавчина на нержавеющей стали вызывается выделением карбида и нагревом во время процесса сварки, что приводит к образованию оксида железа на поверхности сварки. Совершенные сварные детали в состоянии сварки также могут образовывать поднутрения в ржавой зоне на границе зоны термического влияния сварки в течение 24 часов. Следовательно, чтобы регенерировать новый оксид хрома, нержавеющую сталь необходимо отполировать, протравить, отшлифовать или промыть после сварки.

Как контролировать выделение карбидов в аустенитной нержавеющей стали?

Когда содержание углерода превышает 0.02% при 800–1600, C диффундирует к границам аустенитных зерен и вступает в реакцию с Cr на границах зерен с образованием карбидов хрома. Если большое количество Cr отверждается элементом C, коррозионная стойкость нержавеющей стали снизится, и возникнет межкристаллитная коррозия при воздействии агрессивной среды. Результаты экспериментов показывают, что межкристаллитная коррозия возникает в зоне термического влияния сварки в резервуаре для воды с агрессивными средами. Использование низкоуглеродистых сварочных материалов или материалов из специальных сплавов может снизить склонность к выделению карбидов и повысить коррозионную стойкость. Nb и Ti также могут быть добавлены для отверждения C. По сравнению с Cr, элементы Nb и Ti имеют большее сродство с C. grade347 сварочный материал предназначен для этой цели.

Почему проволока из нержавеющей стали магнитная?

Нержавеющие стали с полной аустенитной структурой немагнитны. Однако более высокая температура сварки приводит к увеличению зерен в микроструктуре и повышается склонность к растрескиванию после сварки. Чтобы снизить чувствительность к термическому растрескиванию, производитель сварочных материалов добавляет в сварочный материал элементы, образующие феррит (рис. 2). Ферритная фаза уменьшает размер зерна аустенита и увеличивает трещиностойкость. На следующем рисунке показана ферритная фаза (серая часть), распределенная на аустенитной матрице сварочного материала 309L.

Магнит не прилегает прочно к металлу аустенитного шва, но при его броске можно почувствовать легкое всасывание. Это также заставляет некоторых пользователей полагать, что продукт имеет неправильную маркировку или что используется неподходящий припой (особенно когда этикетка удаляется с упаковки). Количество феррита в сварочном материале зависит от рабочей температуры области применения. Например, избыток феррита снижает ударную вязкость при низких температурах. В результате количество феррита для сварочных материалов марки 308, используемых в трубопроводах СПГ, составляет от 3 до 6, в то время как количество феррита для стандартных сварочных материалов типа 308 составляет 8. Короче говоря, сварочные материалы могут выглядеть одинаково, но даже с небольшими различиями в композиция иногда может иметь большое значение.

0 ответы

Оставьте комментарий

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *