Вы упускаете из виду эти критические факторы в сварке высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей？

Сварные сварки из нержавеющей стали (сварка и зона с тепловым воздействием) должны быть устойчивыми к коррозии и структурно обоснованы для удовлетворения требований конкретного применения. В целом, коррозионное сопротивление сварного шва должна быть, по крайней мере, такой же, как у родительского металла, и предпочтительно немного более высоким уровнем прочности. Качество сварки можно разделить на два разных аспекта - дефекты физических сварных шва и металлургические проблемы. Они могут снизить коррозионную стойкость или прочность, поэтому их следует избегать. Недопустимые сварные швы должны быть отремонтированы, чтобы обеспечить необходимые свойства. Большинство физических дефектов уже распространены при сварке углеродной стали, в то время как металлургические проблемы уникальны для нержавеющей стали. Ниже приведены практические руководящие принципы, которые помогут обеспечить качество сварных швов.

Неполный P проникновение W эл  

Неполное проникновение обычно происходит в сварных швах труб или в других сварных швах, которые не являются двусторонними. Неполное проникновение относится к наличию зазора в сварке, который может вызвать коррозию и гавань грязью. Зазор уменьшает прочность и коррозионную стойкость сварного шва и трудно стерилизовать (чисто). Высококачественные сварные швы требуют полного проникновения. В противном случае механическая прочность и устойчивость к усталости сварного шва значительно снижаются. Чтобы избежать этих проблем, важна надлежащая конструкция сварного шва или отсечение обратной связи, и при этом рекомендуется отсечение обратной связи.

Пористость

Порные поры являются идеальными гаванями для грязи, а также являются источником коррозии. Порные поры трудно чистить и дезинфицировать, потому что они привлекают грязь и бактерии. Пористость часто вызвана влажностью, которая может исходить от потока электрода, защиты газа или поверхности заготовки. Чтобы свести к минимуму пористость, обратите внимание на сухость электродов, химию газа и методы очистки. Кроме того, определите уровень принятия пористости, чтобы направлять рентгенографический и визуальный осмотр сварных швов.

Запуск дуги и сварка

Запуск дуги и сварная палата создают щели и инициируют коррозию расщелины. Чтобы минимизировать этот дефект, сварщики должны запустить дугу в сварке, а не рядом с ним. Если есть запуск дуги и сварка, его следует удалить с помощью тонкого шлифовального руля.

Избегайте сварного шестерни и неровных сварных швов ©Outokumpu

Микротрещины и горячие трещины

Микротрезки - это небольшие короткие трещины или трещины, которые могут возникнуть в сварных швах из аустенита из нержавеющей стали. Они редко распространяются и редко вызывают структурную сбою сварки, но в определенных условиях они могут вызвать локализованную коррозию. Горячий растрескивание, более точно известное как растрескивание затвердевания сварного шва, является серьезным дефектом сварного шва, которого следует избегать.

Регулировка композиции обще используемых металлов наполнителя 308 (L) и 316 (L) для достижения содержания феррита в 5-10% может значительно улучшить устойчивость к микротрещину и горячим растрескиванию. Феррит поглощает стрессы усадки и имеет более высокую растворимость для серы, фосфора и других примесей, которые вызывают охлаждение аустенита. Стандартные сварные швы с ферритом к рекомендуемому содержанию, как правило, не имеют микротрещин и горячего растрескивания, но они могут возникнуть, когда вход тепла очень высокий, сварки сварки высоки или сварка вогнута. Количество феррита (FN), определяемое Американским обществом сварки (AWS A5.4), указывает количество феррита в сварке. Количество феррита (FN) примерно эквивалентно объемом процентного содержания феррита в сварке из экологически чистой стали. На рисунке ниже показаны два металла сварного шва с различным содержанием феррита.

Аустенитные металлы сварки из нержавеющей стали с различным содержанием ферритов ©Линкольн Электрик

Металлы заполнителей, используемые для сварки высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей, не производят сварные швы, содержащие феррит, поэтому их сварные швы подвержены микротрещину и горячим растрескиванию. Чтобы минимизировать микротрещивание и горячее растрескивание, металлы наполнителя, используемые для сварки высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей, имеют очень низкое содержание фосфора и содержимого серы. Тепловой вход и другие параметры сварки должны быть тщательно контролироваться во время сварки. Верхний предел теплового входа обычно составляет 1,5 кДж/мм (38 кДж/дюйм).

При сварке высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей избегайте любой операции, которая увеличивает размер бассейна сварного шва (например, чрезмерное влияние). Большие сварные бассейны увеличивают нагрузки на усадку. Большие сварные бассейны также увеличивают размер зерна в сварке и затронутой тепловой зоне. Площадь зернового границы грубоголочного материала меньше, чем у мелкозернистого материала. Это приводит к более высоким концентрациям примесей на границах зерна, что может снизить коррозионную стойкость. Чрезмерные напряжения усадки и высокие концентрации микроэлементов на границах зерна могут вызвать горячую растрескивание.

Другой D эффекты  

Другие сварки дефектов, такие как неадекватные включения слияния и шлака между сварными шариками, неприемлемы как для углеродистой стали, так и для аустенитных нержавеющих сталей. Включения поверхностных шлаков могут вызывать ямы, когда сварка подвергается воздействию коррозийной среды. Точно так же грубая поверхность на сварке снизит его коррозионную стойкость. Подрезки могут значительно снизить производительность усталости сварного шва. Перепрофилавание корня сварного шва или крышки сварки также может негативно повлиять на производительность сварки.

Поверхностные оксиды  

Для многих применений возникает оттенок на внутренней поверхности сварных швов труб. Есть много способов устранения или минимизации оксидов оттенка. Одним из них является обеспечение адекватного инертного газа, взрывающегося через трубу. При сварке прикладной с использованием орбитального GTAW соединение должно быть собрано и очищено с помощью инертного газа для достижения сварного шва, который по существу свободен от оттенка. Когда делаются ручные сварные швы GTAW, обычно производится некоторая степень температурного оттенка. В зависимости от степени оттенка температуры и предполагаемого использования оксиды удаляются путем маринованного или механической полировки.

Температурное оттенок значительно снижает устойчивость к коррозии с питтер и расщелину, особенно для стандартных аустенитных нержавеющих сталей. Другая потенциальная проблема - микробиологическая коррозия (MIC). Области с температурой, подверженными микрофонам, который был обнаружен в необработанной воде, особенно при низких скоростях потока или в условиях застойного потока. Неспособность слить и сушить систему после гидростатического тестирования с нормальной водой также может вызвать микрофон.

Существует две проблемы в разработке критериев приемлемости для сварных швов, где Demper Tint не может быть удален. Во -первых, как количественно оценить оттенок характера на сварке. Многие отрасли используют цветовую диаграмму оттенка Demper, чтобы визуально определить степень характера. Эта диаграмма находится в AWS D18.1 и AWS D18.2. Второе состоит в том, чтобы определить степень темперамента оттенка, которая приемлема в конкретном применении.

Demper Tint высококачественной сварки GMA и затронутой тепловой зоны (слева), а после пост-засоления восстанавливает коррозионную стойкость сварного шва (справа) ©Outokumpu

Temper Tint оказывает более значительное влияние на коррозионную стойкость стандартных нержавеющих сталей (таких как 304L и 316L), чем высокоэффективные аустенитные нержавеющие стали. Когда удаление оттенка температуры чрезвычайно сложно или дорого, дизайнеры должны рассмотреть возможность использования более устойчивых к коррозии оценки, чтобы лучше использовать их производительность.

Сенсибилизация  

Высокие уровни углерода становятся сенсибилизированными за счет короткого воздействия 480-900°C (900-1650°F) и восприимчивы к межцентральной коррозии в водной и кислой среде. Тем не менее, передовые стандартные оценки обычно являются «L-Grades» с содержанием углерода ниже 0,03%. Следовательно, они устойчивы к сенсибилизации в нормальных сварных швах без последующей термообработки. Например, сенсибилизация 304 нержавеющей стали с содержанием углерода 0,042% занимает около одного часа при самой быстрой температуре сенсибилизации. Это время намного длиннее, чем время при температуре сенсибилизации сварки. Несмотря на это, время экспозиции больших сварных сварных сварений в критическом температурном диапазоне должно быть ограничено.

Использование низких уровней углерода может помочь избежать сенсибилизации толстых сварных швов и деталей, которые необходимо обрабатывать термообразованием после сварки. 304L имеет длительную допустимость к температуре сенсибилизации, поэтому большие детали можно безопасно охлаждать. С L -оценками даже смешанные компоненты из нержавеющей стали и углеродистой стали могут быть сбавлены напряжением.

Температурная сенсибилизация (TTS) График для 304 из нержавеющей стали с различным содержанием углерода

Чтобы улучшить повышенную прочность температуры, высокие температурные сорта обычно содержат не менее 0,04% углерода (304H). К счастью, водная коррозия из -за сенсибилизации не является проблемой для высокотемпературных применений. Эти оценки обычно требуют высоких металлов заполнения углерода, чтобы обеспечить адекватную повышенную прочность температуры сварной площадки.

Стабилизированные 321 и 347 нержавеющих сталей подвержены узкой коррозии в форме ножа при воздействии температуры между 480 и 900°С во время сварки. Если коррозия в форме ножа является проблемой, необходимо указать отжиг отжига и стабилизационного теплового обработки после протекания. Обсуждение механизмов коррозии в форме ножа см. В предыдущих главах этой серии.

Большинство высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей имеют нижнее содержание верхнего углерода, чем обычные «L», и будут сенсибилизироваться быстрее, чем обычные оценки при одном и том же содержании углерода. Тем не менее, образование вторичной фазы является скорее проблемой для высокопроизводительной сварки из нержавеющей стали, чем сенсибилизации.

Интерметаллические фазы

Диапазон температуры для образования интерметаллических фаз, & Sigma; и & chi;, 500-1050°C. Нержавеющие стали, содержащие & Sigma; и & chi; Фазы имеют значительно снижающую коррозионную стойкость и прочность. 5% от & Sigma; Фаза уменьшит ударную силу на 50%.

Увеличение содержания хрома и молибдена значительно способствует осаждению интерметаллических фаз. При критической температуре время формирования & Sigma; и & chi; Фазы в высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталях составляет менее одной минуты. Следовательно, параметры сварки этих материалов должны включать в себя низкий тепловой вход (менее 1,5 кДж/мм) и температуры межпрохождения, не превышающие 100°С, и время до критической температуры должно быть сведено к минимуму. Температура межпессы сварного шва должна быть измерена в конце сварного шва, и точность должна быть обеспечена путем измерений термопары. Чувствительные к температуре цветные ручки запрещены, поскольку они загрязняют сварку.

При неидеальных температурах время осаждения любого интерметаллического соединения в стандартных сортах обычно занимает 100 часов или более. Из -за их медленной кинетики, осадки & Sigma; и & chi; Фазы не являются проблемой при обработке и производстве стандартных сортов, но долгосрочная высокотемпературная услуга не является оптимистичным.

Сварная сегрегация

Металл сварного шва высокомолибденовых высокопроизводительных из нержавеющих сталей Austenitic особенно подвержен микросегрегации молибдена. Микросегрегация возникает во время затвердевания, потому что первый затвердевший металл имеет более низкое содержание молибдена, а более поздний затвердевший металл имеет более высокое содержание молибдена, что приводит к микрогдиенту содержания молибдена. В 6%Мон из нержавеющей стали область с низким содержанием молибдена может значительно снизить коррозионную стойкость.

Следовательно, для компенсации микросегрегации, высокопроизводительная аустенитная нержавеющая сталь для использования металлического наполнителя. При сварке из нержавеющей стали 6%месяц лучше всего использовать металл на основе никеля с содержанием молибдена не менее чем на 9%, так что содержание молибдена в первой затвердевшей области составляет не менее 6%, так что металл сварного шва сохраняет хорошую коррозионную стойкость.

Из-за проблем с микросегрегацией высокопроизводительные компоненты из нержавеющей стали, которые не могут быть после пост отжига, не могут быть приварены с помощью автогенной сварки (без металлического наполнителя). Автогенная сварка подходит только для сварных сварных сварныхды, которые должны быть после пост раствора. Отжиг раствора может гомогенизировать сварку, уменьшить микросегрегацию и восстановить коррозионную стойкость.