Μπορείτε να συγκολλήσετε ανοξείδωτο χάλυβα 304 έως 316. Και οι δύο είναι ωστενιτικοί χάλυβες σειράς 300 με παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες και συνδέονται εύκολα χρησιμοποιώντας τυπικές διαδικασίες. Η πραγματική απόφαση σε μια εργασία συγκόλλησης 304 έναντι 316 είναι το μέταλλο πλήρωσης: χρησιμοποιήστε ER308L για 304, ER316L για 316 και ER316L (ή ER309LMo) για μια σύνδεση 304-σε-316, επειδή η συγκόλληση πρέπει να ταιριάζει με την αντοχή στη διάβρωση για την οποία επιλέχθηκε η βασική ποιότητα.
Συγκολλήστε το 304 με ER308L και το 316 με ER316L, και προτιμήστε πάντα τις εκδόσεις χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα "L" σε διαβρωτική λειτουργία. Το μολυβδαίνιο στο 316 κάνει τη διαφορά: το 316 περιέχει 2-3% μολυβδαίνιο, το 304 δεν περιέχει καθόλου, και μια συγκόλληση που γίνεται με λάθος υλικό πλήρωσης γίνεται το αδύναμο σημείο για προσβολή από χλωρίδια.
Αυτός ο κανόνας φαίνεται απλός, αλλά οι περισσότερες αποτυχίες συγκόλλησης οφείλονται σε δύο λάθη που δεν εμφανίζονται στο διάγραμμα πλήρωσης. Το πρώτο είναι ο έλεγχος της θερμότητας: η παραμονή της σύνδεσης στο εύρος ευαισθητοποίησης 425-870°C για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα επιτρέπει τον σχηματισμό καρβιδίων χρωμίου στα όρια των κόκκων και καταστρέφει την αντοχή στη διάβρωση. Το δεύτερο είναι το φινίρισμα: η παράλειψη της αντίστροφης εκκαθάρισης ή της παθητικοποίησης μετά την καταστροφή του προστατευτικού στρώματος από το οποίο εξαρτάται η ποιότητα της συγκόλλησης.
Σκεφτείτε τον Μάρκους, έναν ιδιοκτήτη καταστήματος που συγκολλούσε κιγκλιδώματα 316 για ένα παράκτιο έργο με στόκο 308 επειδή ήταν φθηνότερο και στο φορτηγό. Οι συγκολλήσεις φαίνονταν καθαρές. Δεκαοκτώ μήνες αργότερα, εμφανίστηκαν λακκούβες ακριβώς κατά μήκος των δακτύλων της συγκόλλησης, όπου η εναπόθεση δεν είχε μολυβδαίνιο.
Ο πελάτης απέρριψε την παρτίδα και η επανεπεξεργασία κόστισε πολύ περισσότερο από την εξοικονόμηση υλικού πλήρωσης. Η βασική ποιότητα ήταν σωστή, ενώ το αναλώσιμο όχι.
Αυτός ο οδηγός έχει γραφτεί για επαγγελματίες κατασκευαστές και έμπειρους συγκολλητές DIY που χρειάζονται το σωστό υλικό πληρώσεως, τις παραμέτρους και τα βήματα μετά τη συγκόλληση για συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα 304 έναντι 316. Καλύπτει την επιλογή υλικού πληρώσεως, την ευαισθητοποίηση και την αποσύνθεση της συγκόλλησης, την είσοδο θερμότητας και τη θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων, την αντίστροφη εκκένωση και την παθητικοποίηση. Για το ευρύτερο τοπίο των βαθμών ανοξείδωτου χάλυβα, ανατρέξτε στον πλήρη οδηγό μας για τον ανοξείδωτο χάλυβα.
Βασικά Συμπεράσματα
- Συγκολλήστε το 304 με το υλικό πλήρωσης ER308L και το 316 με το υλικό πλήρωσης ER316L. Για σύνδεση 304-σε-316, χρησιμοποιήστε το ER316L (ή το ER309LMo όπου ο έλεγχος της αραίωσης έχει σημασία).
- Χρησιμοποιήστε υλικά πλήρωσης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα L (304L, 316L) και L όποτε η συγκόλληση πρόκειται να υποστεί διαβρωτική ή χλωριώδη δράση.
- Διατηρήστε την εισερχόμενη θερμότητα στα 1.5 kJ/mm ή χαμηλότερα και τη θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων κάτω από 150°C (100°C για κρίσιμες λειτουργίες) για να αποφύγετε την ευαισθητοποίηση.
- Δεν απαιτείται προθέρμανση για το 304 ή το 316 εκτός από πολύ παχιά τμήματα άνω των 50 mm περίπου.
- Ο καθαρισμός των σωλήνων και των ριζών των σωλήνων με αργόν γίνεται με αντίστροφη χρήση, η απόχρωση της θερμότητας διατηρείται σε ασημί ή άχυρο και η ολοκλήρωση γίνεται με αποξείδωση και παθητικοποίηση.
- Μετά τη συγκόλληση, το 316 έχει πλεονέκτημα αντοχής σε σχηματισμό χλωριδίων σε σχέση με το 304 μόνο εάν η ίδια η εναπόθεση συγκόλλησης περιέχει μολυβδαίνιο.
Μπορείτε να συγκολλήσετε ανοξείδωτο χάλυβα 304 έως 316;
Ναι. Τα 304 και 316 είναι και τα δύο ωστενιτικά ανοξείδωτα και συγκολλούνται εύκολα μεταξύ τους με τυπικές διαδικασίες TIG, MIG ή stick. Επειδή οι δύο ποιότητες βρίσκονται κοντά η μία στην άλλη στη γαλβανική σειρά, δεν υπάρχει σημαντικός κίνδυνος γαλβανικής διάβρωσης στην ένωση υπό κανονική λειτουργία.
Αυτό που πρέπει να αποφασίσετε είναι το μέταλλο πλήρωσης. Το εναποτιθέμενο υλικό συγκόλλησης γίνεται μέρος του συστήματος διάβρωσης, επομένως θα πρέπει να έχει τουλάχιστον τόση αντοχή στη διάβρωση όση απαιτεί η εφαρμογή. Για τις περισσότερες ενώσεις 304 έως 316, η πρακτική επιλογή είναι το ER316L , επειδή διατηρεί το μολυβδαίνιο στο μέταλλο συγκόλλησης. Ορισμένοι μηχανικοί προδιαγράφουν το ER309LMo όταν θέλουν αυστηρότερο έλεγχο της αραιωμένης χημείας συγκόλλησης σε απαιτητικές εργασίες.
Η συγκόλληση 304 έως 316 δεν αποτελεί επομένως μεταλλουργικό πρόβλημα. Είναι πρόβλημα επιλογής αναλώσιμων. Για την ευρύτερη σύγκριση ποιότητας πίσω από αυτήν την απόφαση, ανατρέξτε στην πλήρη σύγκριση ανοξείδωτου χάλυβα 304 έναντι 316.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ συγκόλλησης 304 και 316;
Οι δύο ποιότητες συγκολλούνται σχεδόν πανομοιότυπα. Και οι δύο είναι ωστενιτικές, έχουν την ίδια ελάχιστη αντοχή σε εφελκυσμό 515 MPa (75 ksi) και δέχονται τις ίδιες διαδικασίες και περίπου τις ίδιες ρυθμίσεις. Οι διαφορές που έχουν σημασία είναι η σύνθεση της συγκόλλησης που εναποθέτετε και η διάρκεια ζωής που πρέπει να αντέξει η σύνδεση.
Η διαφορά του μολυβδαινίου
Το 304 αποτελείται από 18% χρώμιο και 8% νικέλιο. Το 316 αποτελείται από 16% χρώμιο, 10-14% νικέλιο και 2-3% μολυβδαίνιο. Το μολυβδαίνιο είναι αυτό που δίνει στο 316 την ανώτερη αντοχή του στις οπές χλωριδίου και στη διάβρωση σε σχισμές.
| Στοιχείο | 304 (UNS S30400) | 316 (UNS S31600) | Γιατί έχει σημασία στη συγκόλληση |
|---|---|---|---|
| Χρώμιο | 18 20-% | 16 18-% | Σχηματίζει το παθητικό στρώμα οξειδίου που αντιστέκεται στη διάβρωση. |
| Νικέλιο | 8 10.5-% | 10 14-% | Υποστηρίζει την ωστενιτική δομή και την συγκολλησιμότητα. |
| Μολυβδαίνιο | Ν/Α | 2 3-% | Βελτιώνει την αντοχή σε σχηματισμό χλωριδίων και στη διάβρωση σε σχισμές. |
| Άνθρακας (μέγιστο) | 0.08% | 0.08% | Αυξάνει τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης κατά τη συγκόλληση. Οι βαθμοί L τον μειώνουν. |
Όταν συγκολλάτε το 316 με ένα υλικό πληρώσεως που δεν περιέχει μολυβδαίνιο, το εναποτιθέμενο μέταλλο συγκόλλησης συμπεριφέρεται περισσότερο όπως το 304. Στην περίπτωση χρήσης χλωριούχου, αυτή η συγκόλληση γίνεται το πρώτο σημείο για την εκσκαφή. Η αντιστοίχιση του υλικού πληρώσεως με τον βασικό βαθμό διατηρεί την απόδοση διάβρωσης που έχει καθορίσει ο σχεδιαστής.
Πώς οι ποιότητες συγκολλούνται διαφορετικά
Στην πράξη, υπάρχει μικρή διαφορά στον τρόπο συγκόλλησης των 304 και 316. Και οι δύο είναι πιο ευαίσθητοι στη θερμότητα από τον ανθρακούχο χάλυβα, επειδή ο ανοξείδωτος χάλυβας άγει θερμότητα μόνο κατά το ένα τρίτο περίπου, περίπου 15 W/m·K έναντι 50 W/m·K για τον ανθρακούχο χάλυβα. Η θερμότητα συγκεντρώνεται στην ένωση, διευρύνοντας τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και αυξάνοντας την παραμόρφωση. Αυτό ισχύει και για τις δύο ποιότητες, και γι' αυτό ο έλεγχος της θερμότητας έχει μεγαλύτερη σημασία από το όνομα του κράματος.
304L και 316L: γιατί το L έχει σημασία για τη συγκόλληση
Οι ποιότητες L περιορίζουν τον άνθρακα στο μέγιστο 0.03%, σε σύγκριση με 0.08% για τις τυπικές ποιότητες. Λιγότερος άνθρακας σημαίνει λιγότερη καθίζηση καρβιδίου του χρωμίου κατά τη συγκόλληση, η οποία είναι ακριβώς ο μηχανισμός πίσω από την ευαισθητοποίηση. Για οποιαδήποτε συγκολλημένη κατασκευή που θα υποστεί διάβρωση, το 304L ή το 316L είναι η λογική προεπιλογή. Πολλά εργοστάσια παρέχουν υλικό διπλής πιστοποίησης 304/304L ή 316/316L που πληροί και τα δύο χημικά όρια χωρίς καμία επιβάρυνση.
Για μια λεπτομερή σύγκριση των βαθμών χαμηλών εκπομπών άνθρακα, ανατρέξτε στον οδηγό μας για ανοξείδωτο χάλυβα 304L έναντι 316L.
Πίνακας επιλογής μετάλλου πλήρωσης για 304 έναντι 316
Η επιλογή του υλικού πλήρωσης είναι η πιο σημαντική επιλογή στις συγκολλήσεις 304 έναντι 316. Χρησιμοποιήστε αυτόν τον πίνακα ως σημείο εκκίνησης:
| Άρθρωση | Στόκος TIG / MIG | Ηλεκτρόδιο Stick |
|---|---|---|
| 304 / 304L στον εαυτό του | ER308L | E308L-16 |
| 316 / 316L στον εαυτό του | ER316L | E316L-16 |
| 304 έως 316 (ανόμοια) | ER316L (ER309LMo για έλεγχο αραίωσης) | E316L-16 |
| Ανοξείδωτο έως ανθρακούχο χάλυβα | ER309L / ER309LMo | E309L-16 / E309LMo-16 |
ER308L για 304
Το ER308L είναι το τυπικό υλικό πληρώσεως για τα 304 και 304L. Περιέχει ελαφρώς υψηλότερη περιεκτικότητα σε χρώμιο και νικέλιο από το βασικό μέταλλο για να αντισταθμίσει την αραίωση από τη δεξαμενή συγκόλλησης, έτσι ώστε η τελική εναπόθεση να ταιριάζει με την αντοχή στη διάβρωση του αρχικού υλικού. Για το 304 σε τρόφιμα, γαλακτοκομικά και ζυθοποιία, το E308L-17 είναι μια συνηθισμένη επιλογή stick.
ER316L για 316
Το ER316L περιέχει περίπου 2.5% μολυβδαίνιο, γι' αυτό και πρέπει να χρησιμοποιείται στο 316 σε οποιαδήποτε χρήση όπου η αντοχή στη διάβρωση έχει σημασία. Χωρίς μολυβδαίνιο στο ίζημα, το μέταλλο συγκόλλησης δεν διαθέτει την ιδιότητα για την οποία προδιαγράφηκε η βασική ποιότητα. Για το MIG, το ER316LSi προσθέτει πυρίτιο για καλύτερη διαβροχή και ρευστότητα.
ER316L έναντι ER309LMo για ανόμοιες αρθρώσεις
Για μια σύνδεση 304-σε-316, η ER316L είναι η πιο συχνά αναφερόμενη επιλογή επειδή διατηρεί το μολυβδαίνιο στη συγκόλληση. Ορισμένοι μηχανικοί προδιαγράφουν την ER309LMo, η οποία έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε κράματα, όταν θέλουν να ελέγξουν τη χημεία μιας πολύ αραιωμένης σύνδεσης. Και οι δύο είναι αποδεκτές στις περισσότερες εφαρμογές. Επιβεβαιώστε την επιλογή με μια εξειδικευμένη διαδικασία συγκόλλησης όταν η σύνδεση είναι κρίσιμη.
Συγκόλληση ανοξείδωτου με ανθρακούχο χάλυβα
Η σύνδεση ανοξείδωτου χάλυβα με ανθρακούχο χάλυβα είναι μια διαφορετική περίπτωση. Χρησιμοποιήστε ER309L (ή ER309LMo για 316-σε-άνθρακα) για να δημιουργήσετε ένα υπόλειμμα συγκόλλησης που απορροφά την αραίωση και από τις δύο πλευρές χωρίς ρωγμές. Το απλό υλικό πλήρωσης 308 ή 316 δεν συνιστάται για αυτήν τη μετάβαση, επειδή ο ανθρακούχος χάλυβας αραιώνει τη συγκόλληση και μπορεί να προκαλέσει ρωγμές. Αυτή η σύνδεση εμφανίζεται συχνά σε σωληνώσεις διεργασίας και δομικές κατασκευές, επομένως ανήκει στην ίδια απόφαση.
Χρειάζεστε βοήθεια για την αντιστοίχιση υλικών και αναλώσιμων με το έργο σας; Η ομάδα τεχνικών συμβούλων μας μπορεί να σας βοηθήσει να ευθυγραμμίσετε την ποιότητα, το υλικό πλήρωσης και τη διαδικασία με τις συνθήκες λειτουργίας σας.
Τι είναι η ευαισθητοποίηση και γιατί προκαλεί φθορά των συγκολλήσεων;
Η ευαισθητοποίηση είναι ο κύριος κίνδυνος διάβρωσης κατά τη συγκόλληση τυπικού (μη L) ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα. Δεν είναι ένα ορατό ελάττωμα συγκόλλησης και δεν μπορεί να επισκευαστεί αργότερα. Πρέπει να αποτρέπεται κατά τη συγκόλληση.
Ο μηχανισμός ευαισθητοποίησης (425-870°C)
Όταν ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας θερμαίνεται στην περιοχή των περίπου 425-870°C (800-1600°F), ο άνθρακας διαχέεται στα όρια των κόκκων και αντιδρά με το χρώμιο για να σχηματίσει καρβίδια χρωμίου, κυρίως Cr23C6. Επειδή ο άνθρακας κινείται πολύ πιο γρήγορα από το χρώμιο στον χάλυβα, σχηματίζεται μια στενή ζώνη χωρίς χρώμιο δίπλα σε κάθε όριο κόκκων.
Όταν η τοπική περιεκτικότητα σε χρώμιο πέσει κάτω από περίπου 10.5-12%, η παθητική μεμβράνη δεν μπορεί πλέον να σχηματιστεί εκεί και το μέταλλο γίνεται ευάλωτο στη διακρυσταλλική διάβρωση. Ο μέγιστος ρυθμός ευαισθητοποίησης εμφανίζεται κοντά στους 650-675°C, όπου ο χάλυβας μπορεί να ευαισθητοποιηθεί μέσα σε λίγα λεπτά.
Φθορά συγκόλλησης στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα
Η φθορά της συγκόλλησης είναι το όνομα για τη διακρυσταλλική διάβρωση που εμφανίζεται ως μία ή δύο γραμμές που εκτείνονται παράλληλα με μια συγκόλληση, λίγα χιλιοστά μέσα στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Ένα πέρασμα συγκόλλησης επιβάλλει μια θερμοκρασιακή κλίση στην περιβάλλουσα πλάκα. Το μέταλλο στη γραμμή σύντηξης είναι αρκετά ζεστό ώστε τα καρβίδια να μην επιβιώνουν. Αλλά σε μικρή απόσταση, η μέγιστη θερμοκρασία πέφτει στο εύρος ευαισθητοποίησης και παραμένει για αρκετό καιρό ώστε να καθιζάνουν τα καρβίδια κατά την ψύξη. Το αποτέλεσμα είναι μια λεπτή διαδρομή διάβρωσης δίπλα στη συγκόλληση.
Πώς οι βαθμοί L αποτρέπουν την ευαισθητοποίηση
Η μείωση του άνθρακα από 0.08% σε 0.03% μετατοπίζει δραματικά την καμπύλη χρόνου-θερμοκρασίας-ευαισθητοποίησης, σε πολλές περιπτώσεις κατά έναν συντελεστή 10-100 στην ίδια θερμοκρασία. Απλώς υπάρχει λιγότερος άνθρακας διαθέσιμος για τον σχηματισμό καρβιδίων χρωμίου κατά τη διάρκεια ενός κανονικού κύκλου συγκόλλησης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα 304L και 316L είναι τα προεπιλεγμένα για συγκολλημένες σωληνώσεις, δοχεία πίεσης και βαριά συγκολλημένες κατασκευές σε διαβρωτική λειτουργία.
Πότε οι τυπικές βαθμολογίες είναι αποδεκτές
Τα πρότυπα 304 και 316 είναι αποδεκτά όταν η χρήση είναι ήπια, το περιβάλλον δεν είναι διαβρωτικό ή η συγκόλληση είναι λεπτή και ψύχεται γρήγορα, επομένως παραμένει λίγο χρόνο στο εύρος ευαισθητοποίησης. Μόλις εισέλθουν στην εικόνα χλωρίδια, οξέα ή αυξημένη θερμοκρασία, προσδιορίστε τις ποιότητες L. Για τις βασικές ιδιότητες πίσω από αυτήν την επιλογή, ανατρέξτε στον οδηγό μας για ανοξείδωτο χάλυβα 304 και τον οδηγό ανοξείδωτου χάλυβα 316.
Παράμετροι συγκόλλησης 304 έναντι 316: Προθέρμανση, είσοδος θερμότητας και θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων
Ο έλεγχος της θερμότητας είναι η διαφορά μεταξύ μιας συγκόλλησης που επιβιώνει και μιας που αποτυγχάνει σιωπηλά. Οι παρακάτω παράμετροι ισχύουν τόσο για το 304 όσο και για το 316.
Απαιτήσεις προθέρμανσης
Δεν απαιτείται προθέρμανση για 304 ή 316 εκτός από πολύ παχιά τμήματα άνω των περίπου 50 mm. Στην πραγματικότητα, η προθέρμανση του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα είναι αντιπαραγωγική: παρατείνει τον χρόνο που το υλικό παραμένει στο εύρος ευαισθητοποίησης. Εάν χρησιμοποιηθεί καθόλου προθέρμανση, διατηρήστε την κάτω από τους 150°C και επαληθεύστε την με μια εξειδικευμένη διαδικασία.
Έλεγχος εισόδου θερμότητας
Το πρότυπο EN 1011-3 συνιστά μέγιστη θερμική ισχύ περίπου 1.5 kJ/mm3 για ωστενιτικές ποιότητες σε συνθήκες διάβρωσης. Πάνω από 2.5 kJ/mm3, ο κίνδυνος ευαισθητοποίησης αυξάνεται απότομα.
Χρησιμοποιήστε χάντρες από κορδόνι αντί για φαρδιές ύφανση, επειδή η ύφανση αυξάνει την εισροή θερμότητας και διευρύνει τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Ελαχιστοποιήστε τον αριθμό των περασμάτων, καθώς κάθε επαναθέρμανση της προηγούμενης ζώνης συγκόλλησης προσθέτει περισσότερο χρόνο στο εύρος ευαισθητοποίησης.
Θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων
Διατηρήστε τη θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων κάτω από 150°C και κάτω από 100°C για κρίσιμη προστασία από τη διάβρωση. Οι αυξημένες θερμοκρασίες μεταξύ των περασμάτων διατηρούν τη θερμή ζώνη θερμή για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αυξάνοντας τον χρόνο επίτευξης θερμοκρασίας στις πολλαπλές συνδέσεις. Μετρήστε με πυρόμετρο επαφής ή με ράβδους θερμοκρασίας σε απόσταση τουλάχιστον 25 mm από τη συγκόλληση.
| Παράμετρος | 304 | 316 | Οδηγία |
|---|---|---|---|
| Προθερμάνετε | Δεν απαιτείται (εκτός από διατομές >50 mm) | Δεν απαιτείται (εκτός από διατομές >50 mm) | Ποτέ πάνω από 150°C |
| Εισαγωγή θερμότητας | ≤1.5 kJ/mm σε λειτουργία διάβρωσης | ≤1.5 kJ/mm σε λειτουργία διάβρωσης | ≥2.5 kJ/mm3 είναι υψηλός κίνδυνος |
| Θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων | ≤150°C (κρίσιμη θερμοκρασία 100°C) | ≤150°C (κρίσιμη θερμοκρασία 100°C) | >250°C είναι υψηλός κίνδυνος |
| Τεχνική με χάντρες | Χάντρες Stringer | Χάντρες Stringer | Αποφύγετε τις φαρδιές υφάνσεις |
Αυτές οι τιμές είναι σημεία εκκίνησης. Μια προδιαγραφή διαδικασίας συγκόλλησης (WPS), συνήθως σύμφωνα με το ASME Section IX, θα πρέπει να διέπει τις συγκολλήσεις παραγωγής.
Διαδικασίες συγκόλλησης για 304 και 316
Όλες οι τυπικές διαδικασίες λειτουργούν και στις δύο ποιότητες. Η επιλογή εξαρτάται από το πάχος, τη θέση και τον όγκο παραγωγής.
TIG (GTAW)
Η TIG προτιμάται για ανοξείδωτους σωλήνες κάτω από περίπου 1/4 ίντσας και για σωλήνες και αγωγούς λεπτού τοιχώματος. Χρησιμοποιήστε πολικότητα DCEN, θωράκιση 100% αργού στους 15-20 CFH και 2% λανθανιωμένο βολφράμιο, λειασμένη μέχρι ένα σημείο. Η TIG παρέχει ακριβή έλεγχο της θερμότητας και καθαρές, ελεγχόμενες χάντρες, κάτι που έχει σημασία για την προστασία από τη διάβρωση.
MIG (GMAW)
Η MIG είναι κατάλληλη για παχύτερες διατομές και κύκλους παραγωγής. Ένα τριμερές αέριο θωράκισης πλούσιο σε ήλιο, όπως 90% ήλιο, 7.5% αργό και 2.5% CO2, είναι συνηθισμένο, όπως και 98% αργό, 2% CO2. Η παλμική MIG μειώνει την εισροή θερμότητας και είναι κατάλληλη για ανοξείδωτο χάλυβα.
Ραβδί (SMAW)
Η συγκόλληση με ραβδί χρησιμοποιείται για επισκευές πεδίου όπου η χρήση προστατευτικού αερίου δεν είναι πρακτική. Συνδυάστε το ηλεκτρόδιο με το βασικό μέταλλο και διατηρήστε το μήκος του τόξου μικρό για να περιορίσετε την πρόσληψη αζώτου και το πορώδες.
Πίνακας ρυθμίσεων TIG για αρχάριους
| Πάχος υλικού | Βολφράμιο | Διάμετρος πλήρωσης | Ένταση ρεύματος (TIG) | Ροή αερίου |
|---|---|---|---|---|
| 1/16 ″ (1.6 mm) | 1 / 16 " | 1 / 16 " | 40-80 Α | 15-20 CFH |
| 1/8 ″ (3.2 mm) | 3 / 32 " | 1/16 ″ ή 3/32 | 80-130 Α | 15-20 CFH |
| 1/4 ″ (6.4 mm) | 3 / 32 " | 3 / 32 " | 130-180 Α | 20 CFH |
Η Aisha, μια κατασκευαστρια που μάθαινε TIG σε φύλλο 304, διαπίστωσε ότι οι συγκολλήσεις της γίνονταν μπλε ανεξάρτητα από το πώς ρύθμιζε την ένταση. Η λύση δεν ήταν οι ρυθμίσεις. Ήταν η ταχύτητα κίνησης: κινούνταν πολύ αργά, γεγονός που διατηρούσε τη λακκούβα ζεστή και άφηνε τη συγκόλληση στη ζώνη θερμικής απόχρωσης.
Μόλις αύξησε την ταχύτητα κίνησης και διατήρησε ένα μικρό τόξο, οι χάντρες βγήκαν ασημένιες και το πορώδες εξαφανίστηκε. Η εισερχόμενη θερμότητα εξαρτάται από το πόσο γρήγορα κινείστε, όχι μόνο από τη ρύθμιση του επιλογέα.
Αντίστροφη εκκαθάριση και έλεγχος απόχρωσης θερμότητας
Πίσω καθαρισμός για σωλήνα και αγωγό
Για συγκολλημένους σωλήνες και αγωγούς σε κατασκευή 304 έναντι 316 που θα έρθουν σε επαφή με διαβρωτικά μέσα, είναι υποχρεωτική η αντίστροφη εκκένωση με αργόν. Χωρίς αυτό, η πλευρά της ρίζας οξειδώνεται, μια κατάσταση που ονομάζεται «ζαχαροποίηση», και η οξείδωση καταστρέφει την αντοχή στη διάβρωση με τρόπο που η αποξείδωση δεν μπορεί να αποκαταστήσει πλήρως. Εκκενώστε περίπου στα 10-15 CFH μέχρι το επίπεδο οξυγόνου στο εσωτερικό να πέσει κάτω από περίπου 100 ppm πριν από τη συγκόλληση του περάσματος της ρίζας. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την επιλογή σωλήνων και σωλήνων, ανατρέξτε στον οδηγό μας για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα 304 έναντι 316 και για την προμήθεια και τις προδιαγραφές συγκολλημένων σωλήνων και σωλήνων, ανατρέξτε στα προϊόντα σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα.
Οδηγός χρωμάτων θερμικής απόχρωσης
Το χρώμα της συγκόλλησης σας λέει πόση οξείδωση έχει συμβεί. Η παρακάτω κλίμακα είναι ο τυπικός τρόπος για να την αξιολογήσετε.
| Χρώμα | Αξιολόγηση |
|---|---|
| Ασημένιο | Ιδανικό· ελάχιστη οξείδωση |
| Άχυρο / ανοιχτό χρυσό | Αποδεκτό στις περισσότερες υπηρεσίες |
| Μπλε | Οριακή· μειωμένη αντοχή στη διάβρωση |
| Μωβ / μαύρο | Απαράδεκτο σε διαβρωτική υπηρεσία |
Μια έντονη μπλε ή μοβ απόχρωση θερμότητας σημαίνει ότι η συγκόλληση ήταν πολύ ζεστή για πολύ καιρό και το στρώμα οξειδίου του χρωμίου έχει εξαντληθεί. Αφαιρέστε τη απόχρωση μηχανικά ή με καθαρισμό με οξύ και επιβεβαιώστε την επιφάνεια με μια αποδεκτή δοκιμή όπου το απαιτεί η συντήρηση.
Αφαίρεση θερμικής απόχρωσης
Αφαιρέστε την απόχρωση από τη θερμότητα με μηχανικό καθαρισμό ή αποξείδωση. Χρησιμοποιήστε εργαλεία μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα. Μια συρμάτινη βούρτσα από ανθρακούχο χάλυβα ενσωματώνει σωματίδια σιδήρου στην επιφάνεια και αυτά τα σωματίδια σκουριάζουν κατά τη λειτουργία, δημιουργώντας ραβδώσεις σκουριάς που συχνά διαγιγνώσκονται λανθασμένα ως βλάβη κράματος. Χρησιμοποιήστε τους τροχούς λείανσης, τις βούρτσες και τις λίμες μόνο για εργασίες από ανοξείδωτο χάλυβα.
Επεξεργασία μετά τη συγκόλληση: Αποξείδωση και παθητικοποίηση
Γιατί έχει σημασία η παθητικοποίηση
Η συγκόλληση καταστρέφει το στρώμα οξειδίου του χρωμίου που προσδίδει στο ανοξείδωτο ατσάλι την αντοχή του στη διάβρωση. Η παθητικοποίηση, που εκτελείται σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A380 ή A967, αφαιρεί τον ελεύθερο σίδηρο από την επιφάνεια και επιτρέπει την αναμόρφωση της πλούσιας σε χρώμιο μεμβράνης οξειδίου. Για χρήση σε χλωριούχο 316, συχνά απαιτείται αποξείδωση ακολουθούμενη από παθητικοποίηση.
Αποξείδωση έναντι παθητικοποίησης
Η αδρανοποίηση χρησιμοποιεί ένα μείγμα νιτρικού-υδροφθορικού οξέος για την αφαίρεση των αλάτων συγκόλλησης, της θερμικής απόχρωσης και ενός λεπτού στρώματος μολυσμένου μετάλλου. Η παθητικοποίηση χρησιμοποιεί νιτρικό ή κιτρικό οξύ για την απομάκρυνση του ελεύθερου σιδήρου και την προώθηση της μεμβράνης οξειδίου. Σε διαβρωτική λειτουργία με έντονη συγκόλληση, η ακολουθία είναι συνήθως πρώτα η αδρανοποίηση και στη συνέχεια η αδρανοποίηση.
Το κόστος της παράλειψής του
Η βλάβη σπάνια είναι άμεση. Ένας ναυπηγός που καθάρισε 316 συγκολλήσεις με μια βούρτσα από ανθρακούχο χάλυβα είδε να εμφανίζονται ραβδώσεις σκουριάς μέσα σε λίγες εβδομάδες. Ο ενσωματωμένος σίδηρος, όχι το κράμα, διαβρωνόταν. Η ίδια η συγκόλληση ήταν άθικτη. Το μάθημα είναι ότι η κατάσταση της επιφάνειας μετά τη συγκόλληση είναι μέρος της ποιότητας της συγκόλλησης, όχι μια δεύτερη σκέψη.
Συνηθισμένα ελαττώματα συγκόλλησης και πώς να τα διορθώσετε
| Ελάττωμα | Αιτία | σταθερός |
|---|---|---|
| Ευαισθητοποίηση/φθορά συγκόλλησης | Πάρα πολύς χρόνος στους 425-870°C | Χρησιμοποιήστε βαθμούς L, ελέγξτε την είσοδο θερμότητας και το ενδιάμεσο πάσο |
| Ζεστό ράγισμα | Περιεκτικότητα σε φερρίτη πολύ χαμηλή ή υψηλή | Διατηρήστε τον φερρίτη στην περιοχή 3-10 FN, ταιριάξτε το υλικό πλήρωσης |
| Αραιότητα της ύλης | Μόλυνση, κακή κάλυψη αερίου | Καθαρίστε το βασικό μέταλλο, ελέγξτε τη θωράκιση, διατηρήστε το βραχύ τόξο |
| Σάκχαρο (οξείδωση ρίζας) | Δεν υπάρχει αντίστροφη εκκένωση στον σωλήνα/σωλήνα | Αντίστροφη εκκένωση με αργό σε <100 ppm οξυγόνου |
| Παραμόρφωση | Υπερβολική θερμότητα, κακή συγκράτηση | Χαμηλότερη θερμική είσοδος, άκαμπτη σύσφιξη, αλληλουχία |
| Λωρίδες σκουριάς στις συγκολλήσεις | Ρύπανση από βούρτσες από ανθρακούχο χάλυβα | Χρησιμοποιήστε εργαλεία μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα, παθητικοποιήστε μετά τη συγκόλληση |
Η θερμή πυρόλυση αξίζει ιδιαίτερης μνείας. Τα ωστενιτικά πληρωτικά όπως τα 308 και 316 έχουν σχεδιαστεί για να αφήνουν μια ελεγχόμενη ποσότητα υπολειμματικού φερρίτη, συνήθως 3-10 αριθμό φερρίτη, στην εναπόθεση. Αυτός ο φερρίτης αποτρέπει τη θερμή πυρόλυση κατά τη στερεοποίηση. Τα πλήρως ωστενιτικά πληρωτικά όπως τα 347 ή 312 απαιτούν ιδιαίτερη φροντίδα επειδή δεν έχουν αυτό το περιθώριο ασφαλείας φερρίτη.
Επιλογή μεταξύ 304 και 316 για συγκολλημένη κατασκευή
Η επιλογή ποιότητας και η επιλογή πληρωτικού υλικού πάνε μαζί. Η αντιδιαβρωτική προστασία θα πρέπει να καθοδηγεί και τα δύο.
Πότε να χρησιμοποιείτε το 304 / 304L
Χρησιμοποιήστε 304 ή 304L όταν η έκθεση σε χλωρίδια είναι χαμηλή: σε καθαρό νερό, γενική επεξεργασία τροφίμων, αρχιτεκτονικές εργασίες εσωτερικού χώρου, HVAC και τυπικός βιομηχανικός εξοπλισμός. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, οι συγκολλήσεις 304 παρέχουν την απαιτούμενη διάρκεια ζωής με χαμηλότερο κόστος υλικού. Για τη διαθεσιμότητα και τις προδιαγραφές, ανατρέξτε στα προϊόντα ανοξείδωτου χάλυβα 304.
Πότε να χρησιμοποιείτε το 316 / 316L
Χρησιμοποιήστε 316 ή 316L όταν υπάρχουν χλωρίδια, θαλασσινό νερό, άλμη, άλατα αποπάγωσης ή επιθετικές χημικές ουσίες. Αυτό καλύπτει θαλάσσιες και παράκτιες κατασκευές, χημικές επεξεργασίες, φαρμακευτικά και συστήματα νερού υψηλής καθαρότητας, καθώς και εξοπλισμό τροφίμων και ποτών που εκτίθεται σε χημικά καθαρισμού που περιέχουν αλάτι ή χλωρίδια. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, το 304 συγκολλάται και παρουσιάζει αστοχία πολύ νωρίτερα από το 316. Για τη διαθεσιμότητα και τις προδιαγραφές, ανατρέξτε στα προϊόντα ανοξείδωτου χάλυβα 316.
Αφήστε την υπηρεσία διάβρωσης να οδηγήσει την ποιότητα
Για τις περισσότερες νέες σωληνώσεις διεργασιών σε χημικά και πετροχημικά εργοστάσια, το 316L είναι η προεπιλογή, επειδή η συγκολλημένη διαβρωτική υπηρεσία απαιτεί αντοχή σε σχηματισμό οπών μετά τη συγκόλληση. Το 304L προορίζεται για εφαρμογές όπου η έκθεση σε χλωρίδια είναι ελάχιστη. Όταν το περιβάλλον είναι ήπιο, ο καθορισμός του 316 αυξάνει το κόστος χωρίς να βελτιώνει το αποτέλεσμα. Όταν υπάρχουν χλωρίδια, ο καθορισμός του 304 δημιουργεί κίνδυνο πρόωρης βλάβης. Για το πλαίσιο της βιομηχανίας τροφίμων, ανατρέξτε στον οδηγό μας για ανοξείδωτο χάλυβα ποιότητας τροφίμων.
Ένα ενδεικτικό σενάριο επαναδιαμόρφωσης
Η ομάδα του Noor κατασκεύασε ένα ολισθητήρα χημικής μεταφοράς από 304L με υλικό πλήρωσης 308L επειδή ο προϋπολογισμός του έργου ήταν περιορισμένος. Ο ολισθητήρας χειρίστηκε μια ροή διεργασίας με μέτρια περιεκτικότητα σε χλωριούχα σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και για τον πρώτο χρόνο λειτούργησε χωρίς προβλήματα. Στη συνέχεια, μια αλλαγή διεργασίας το καλοκαίρι ανέβασε τη θερμοκρασία πάνω από 60°C, επιταχύνοντας τη δημιουργία οπών χλωριούχων στις ζώνες που επηρεάστηκαν από τη θερμότητα.
Μέσα σε λίγους μήνες, αρκετές συγκολλήσεις άρχισαν να παρουσιάζουν λακκούβες και η ολίσθηση χρειάστηκε επανασυγκόλληση σε 316L. Η αναβάθμιση του υλικού κόστισε λιγότερο από τις δύο εβδομάδες διακοπής λειτουργίας που προκάλεσε η επανακατασκευή. Το μάθημα ισχύει για κάθε συγκολλημένη κατασκευή: αντιστοιχίστε την ποιότητα, το υλικό πλήρωσης και τον έλεγχο θερμότητας στην πραγματική λειτουργία, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο αυτή η λειτουργία μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου.
Συχνές ερωτήσεις: Συγκόλληση από ανοξείδωτο χάλυβα 304 έναντι 316
Ποια ράβδο πλήρωσης χρησιμοποιείτε για ανοξείδωτο χάλυβα 304;
Χρησιμοποιήστε ER308L για TIG ή MIG ή E308L-16 για συγκόλληση με ράβδους. Η έκδοση L προτιμάται επειδή η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα μειώνει τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης κατά τη συγκόλληση.
Ποια ράβδο πλήρωσης χρησιμοποιείτε για ανοξείδωτο χάλυβα 316;
Χρησιμοποιήστε ER316L για TIG ή MIG ή E316L-16 για stick. Το υλικό πλήρωσης πρέπει να περιέχει μολυβδαίνιο ώστε να ταιριάζει με την αντοχή στα χλωρίδια της βασικής ποιότητας.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε υλικό πλήρωσης 316 σε ανοξείδωτο χάλυβα 304;
Ναι. Το ER316L λειτουργεί και στα δύο βασικά μέταλλα 304 και 316, επειδή το πληρωτικό υλικό υψηλότερου κράματος είναι συμβατό και με τα δύο. Η αντίστροφη χρήση, δηλαδή η χρήση πληρωτικού υλικού 308 στο 316 σε διαβρωτική λειτουργία, δεν συνιστάται επειδή η συγκόλληση δεν περιέχει μολυβδαίνιο.
Είναι το 316 πιο δύσκολο στη συγκόλληση από το 304;
Όχι. Οι δύο ποιότητες συγκολλούνται σχεδόν πανομοιότυπα. Η πρακτική διαφορά έγκειται στην επιλογή του υλικού πλήρωσης και στην ανάγκη διατήρησης της αντοχής στη διάβρωση του 316 στο ίζημα.
Χρειάζεται να προθερμάνετε τον ανοξείδωτο χάλυβα πριν από τη συγκόλληση;
Όχι, όχι για 304 ή 316 εκτός από πολύ παχιά τμήματα άνω των 50 mm περίπου. Η προθέρμανση πάνω από 150°C είναι επιβλαβής επειδή παρατείνει τον χρόνο στο εύρος ευαισθητοποίησης.
Γιατί σκουριάζει ο ανοξείδωτος χάλυβας μετά τη συγκόλληση;
Συνήθως μία από τις τρεις αιτίες: ευαισθητοποίηση στην περιοχή που έχει πληγεί από τη θερμότητα, μόλυνση από βούρτσα από ανθρακούχο χάλυβα ή απόχρωση από θερμότητα που δεν αφαιρέθηκε. Και οι τρεις μπορούν να αποφευχθούν με την κατάλληλη διαδικασία και την επεξεργασία μετά τη συγκόλληση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ράβδου συγκόλλησης 308 και 316;
Το υλικό πλήρωσης 308 είναι ταιριασμένο με βασικό μέταλλο 304 και δεν περιέχει μολυβδαίνιο. Το υλικό πλήρωσης 316 είναι ταιριασμένο με βασικό μέταλλο 316 και περιέχει περίπου 2.5% μολυβδαίνιο για αντοχή σε χλωρίδια. Τα δύο δεν είναι εναλλάξιμα σε διαβρωτική χρήση.
Χρειάζεται να κάνετε καθαρισμό συγκολλήσεων σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα με αντίστροφη τριβή;
Ναι, όταν η πλευρά της ρίζας έρθει σε επαφή με διαβρωτικά μέσα. Ο καθαρισμός με αργόν αποτρέπει τη συσσώρευση ζάχαρης και διατηρεί την αντοχή στη διάβρωση στο εσωτερικό της σύνδεσης.
Συγκολλήστε το σωστά με την πρώτη φορά
Μια σωστή απόφαση συγκόλλησης 304 έναντι 316 βασίζεται σε τρία στοιχεία ελέγχου. Αντιστοιχίστε το υλικό πλήρωσης με την υπηρεσία : ER308L για 304, ER316L για 316 και ER316L ή ER309LMo για την ανόμοια σύνδεση. Ελέγξτε τη θερμότητα : διατηρήστε την εισερχόμενη θερμότητα στα 1.5 kJ/mm ή κάτω, τη θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων κάτω από τους 150°C και αποφύγετε την περιττή προθέρμανση. Ολοκληρώστε τη συγκόλληση : καθαρίστε τις ρίζες των σωλήνων με αντίστροφη ροή, διατηρήστε τη θερμική απόχρωση σε ασημί ή άχυρο και καθαρίστε με οξείδωση και παθητικοποιήστε για διαβρωτική προστασία.
Χρησιμοποιήστε βαθμούς L όταν η συγκόλληση θα παρουσιάσει χλωρίδια, οξέα ή αυξημένη θερμοκρασία. Το μικρό επιπλέον κόστος των 304L ή 316L είναι ασήμαντο σε σύγκριση με μια πρόωρη αστοχία διάβρωσης.
Η LIANYUNGANG DAPU METAL προμηθεύει φύλλα, ρολά και σωλήνες 304/304L και 316/316L με πλήρη πιστοποίηση υλικών, και η ομάδα επεξεργασίας κατά παραγγελία υποστηρίζει τις ανάγκες κοπής και κατασκευής. Επικοινωνήστε με τους ειδικούς μας σε θέματα μετάλλου σχετικά με τους όρους εξυπηρέτησης και τις απαιτήσεις αναλώσιμων για να λάβετε μια προσφορά ευθυγραμμισμένη με την αίτησή σας.
