Mae'r erthygl hon gan Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. yn egluro beth i'w ystyried wrth nodi metelau llenwi ar gyfer weldio dur di-staen.
Mae'r galluoedd sy'n gwneud dur di-staen mor ddeniadol - y gallu i deilwra ei briodweddau mecanyddol a'i wrthwynebiad i gyrydiad ac ocsidiad - hefyd yn cynyddu cymhlethdod dewis metel llenwi priodol ar gyfer weldio. Ar gyfer unrhyw gyfuniad penodol o ddeunydd sylfaen, gall unrhyw un o sawl math o electrodau fod yn briodol, yn dibynnu ar faterion cost, amodau gwasanaeth, priodweddau mecanyddol dymunol a llu o faterion sy'n gysylltiedig â weldio.
Mae'r erthygl hon yn darparu'r cefndir technegol angenrheidiol i roi gwerthfawrogiad i'r darllenydd o gymhlethdod y pwnc ac yna'n ateb rhai o'r cwestiynau mwyaf cyffredin a ofynnir i gyflenwyr metelau llenwi. Mae'n sefydlu canllawiau cyffredinol ar gyfer dewis metelau llenwi dur di-staen priodol - ac yna'n egluro'r holl eithriadau i'r canllawiau hynny! Nid yw'r erthygl yn ymdrin â gweithdrefnau weldio, gan mai pwnc ar gyfer erthygl arall yw hwnnw.
Pedwar gradd, nifer o elfennau aloi
Mae pedwar prif gategori o ddur di-staen:
austenitig
martensitig
fferitig
Deuplex
Mae'r enwau'n deillio o strwythur crisialog y dur a geir fel arfer ar dymheredd ystafell. Pan gaiff dur carbon isel ei gynhesu uwchlaw 912 gradd Celsius, mae atomau'r dur yn cael eu haildrefnu o'r strwythur o'r enw fferit ar dymheredd ystafell i'r strwythur crisial o'r enw austenit. Wrth oeri, mae'r atomau'n dychwelyd i'w strwythur gwreiddiol, sef fferit. Mae'r strwythur tymheredd uchel, sef austenit, yn anmagnetig, yn blastig ac mae ganddo gryfder is a hydwythedd mwy na ffurf tymheredd ystafell fferit.
Pan ychwanegir mwy na 16% o gromiwm at y dur, mae'r strwythur crisialog tymheredd ystafell, sef fferit, yn cael ei sefydlogi ac mae'r dur yn aros yn y cyflwr fferritig ar bob tymheredd. Dyna pam y rhoddir yr enw dur di-staen fferritig i'r sylfaen aloi hon. Pan ychwanegir mwy na 17% o gromiwm a 7% o nicel at y dur, mae strwythur crisialog tymheredd uchel y dur, sef austenit, yn cael ei sefydlogi fel ei fod yn parhau ar bob tymheredd o'r isaf i bron â thoddi.
Cyfeirir at ddur di-staen austenitig yn gyffredin fel y math 'cromiwm-nicel', a gelwir y duroedd martensitig a fferitig yn gyffredin yn fathau 'cromiwm syth'. Mae rhai elfennau aloi a ddefnyddir mewn duroedd di-staen a metelau weldio yn ymddwyn fel sefydlogwyr austenit ac eraill fel sefydlogwyr fferit. Y sefydlogwyr austenit pwysicaf yw nicel, carbon, manganîs a nitrogen. Y sefydlogwyr fferit yw cromiwm, silicon, molybdenwm a niobiwm. Mae cydbwyso'r elfennau aloi yn rheoli faint o fferit yn y metel weldio.
Mae graddau austenitig yn cael eu weldio'n haws ac yn fwy boddhaol na'r rhai sy'n cynnwys llai na 5% o nicel. Mae cymalau weldio a gynhyrchir mewn dur gwrthstaen austenitig yn gryf, yn hydwyth ac yn wydn yn eu cyflwr fel y'u weldiwyd. Nid oes angen triniaeth gwres ymlaen llaw na gwres ar ôl weldio arnynt fel arfer. Mae graddau austenitig yn cyfrif am oddeutu 80% o'r dur gwrthstaen sy'n cael ei weldio, ac mae'r erthygl gyflwyniadol hon yn canolbwyntio'n helaeth arnynt.
Tabl 1: Mathau o ddur di-staen a'u cynnwys cromiwm a nicel.
cychwyn{c,80%}
thead{Math|% Cromiwm|% Nicel|Mathau}
tdata{Awstenitig|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensitig|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Fferritig|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
data{Deuol|18 - 28%|4 - 8%|2205}
tueddu
Sut i ddewis y metel llenwi di-staen cywir
Os yw'r deunydd sylfaen yn y ddau blât yr un peth, yr egwyddor arweiniol wreiddiol arferai fod, 'Dechreuwch trwy baru'r deunydd sylfaen.' Mae hynny'n gweithio'n dda mewn rhai achosion; i ymuno â Math 310 neu 316, dewiswch y Math llenwad cyfatebol.
I uno deunyddiau anghyffelyb, dilynwch yr egwyddor arweiniol hon: 'dewiswch lenwad i gyd-fynd â'r deunydd sydd â mwy o aloi.' I uno 304 â 316, dewiswch lenwad 316.
Yn anffodus, mae gan y 'rheol gyfateb' gymaint o eithriadau fel bod egwyddor well yw, Ymgynghorwch â thabl dewis metel llenwi. Er enghraifft, Math 304 yw'r deunydd sylfaen dur di-staen mwyaf cyffredin, ond nid oes neb yn cynnig electrod Math 304.
Sut i weldio dur gwrthstaen Math 304 heb electrod Math 304
I weldio dur gwrthstaen Math 304, defnyddiwch lenwad Math 308, gan y bydd yr elfennau aloi ychwanegol ym Math 308 yn sefydlogi'r ardal weldio yn well.
Fodd bynnag, mae 308L hefyd yn lenwad derbyniol. Mae'r dynodiad 'L' ar ôl unrhyw Fath yn dynodi cynnwys carbon isel. Mae gan ddur di-staen Math 3XXL gynnwys carbon o 0.03% neu lai, tra gall dur di-staen Math 3XXL safonol gael cynnwys carbon uchaf o 0.08%.
Gan fod llenwr Math L yn dod o fewn yr un dosbarthiad â'r cynnyrch nad yw'n gynnyrch L, gall gwneuthurwyr ystyried defnyddio llenwr Math L, a dylent hynny ystyried yn gryf, oherwydd bod cynnwys carbon is yn lleihau'r risg o broblemau cyrydiad rhyngronynnol. Mewn gwirionedd, mae'r awduron yn dadlau y byddai llenwr Math L yn cael ei ddefnyddio'n fwy eang pe bai gwneuthurwyr yn diweddaru eu gweithdrefnau yn unig.
Efallai y bydd gwneuthurwyr sy'n defnyddio'r broses GMAW hefyd eisiau ystyried defnyddio llenwr Math 3XXSi, gan fod ychwanegu silicon yn gwella gwlychu. Mewn sefyllfaoedd lle mae gan y weldiad goron uchel neu garw, neu lle nad yw'r pwll weldio yn clymu'n dda wrth flaenau ffiled neu gymal lapio, gall defnyddio electrod Math Si GMAW lyfnhau'r glein weldio a hyrwyddo gwell uno.
Os yw gwaddodiad carbid yn bryder, ystyriwch lenwad Math 347, sy'n cynnwys ychydig bach o niobium.
Sut i weldio dur di-staen i ddur carbon
Mae'r sefyllfa hon yn digwydd mewn cymwysiadau lle mae un rhan o strwythur angen wyneb allanol sy'n gwrthsefyll cyrydiad wedi'i gysylltu ag elfen strwythurol dur carbon i ostwng cost. Wrth ymuno â deunydd sylfaen heb elfennau aloi â deunydd sylfaen gydag elfennau aloi, defnyddiwch lenwad wedi'i or-aloi fel bod y gwanhad o fewn y metel weldio yn cydbwyso neu wedi'i aloi'n fwy trymach na'r metel sylfaen di-staen.
Ar gyfer uno dur carbon â Math 304 neu 316, yn ogystal ag ar gyfer uno duroedd gwrthstaen gwahanol, ystyriwch electrod Math 309L ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau. Os dymunir cynnwys Cr uwch, ystyriwch Math 312.
Fel nodyn rhybuddiol, mae dur gwrthstaen austenitig yn arddangos cyfradd ehangu sydd tua 50 y cant yn fwy na chyfradd dur carbon. Pan gânt eu cysylltu, gall y gwahanol gyfraddau ehangu achosi cracio oherwydd straen mewnol oni bai bod yr electrod a'r weithdrefn weldio gywir yn cael eu defnyddio.
Defnyddiwch y gweithdrefnau glanhau paratoi weldio cywir
Fel gyda metelau eraill, tynnwch olew, saim, marciau a baw yn gyntaf gyda thoddydd heb glorin. Ar ôl hynny, y rheol sylfaenol ar gyfer paratoi weldio dur di-staen yw 'Osgoi halogiad o ddur carbon i atal cyrydiad.' Mae rhai cwmnïau'n defnyddio adeiladau ar wahân ar gyfer eu 'gweithdy dur di-staen' a'u 'gweithdy carbon' i atal croeshalogi.
Dynodwyd olwynion malu a brwsys dur gwrthstaen fel 'dur gwrthstaen yn unig' wrth baratoi ymylon ar gyfer weldio. Mae rhai gweithdrefnau'n galw am lanhau dwy fodfedd yn ôl o'r cymal. Mae paratoi cymalau hefyd yn bwysicach, gan fod gwneud iawn am anghysondebau trwy drin electrodau yn anoddach nag â dur carbon.
Defnyddiwch y weithdrefn lanhau gywir ar ôl weldio i atal rhwd
I ddechrau, cofiwch beth sy'n gwneud dur di-staen yn ddi-staen: adwaith cromiwm ag ocsigen i ffurfio haen amddiffynnol o ocsid cromiwm ar wyneb y deunydd. Mae dur di-staen yn rhydu oherwydd gwaddod carbid (gweler isod) ac oherwydd bod y broses weldio yn cynhesu'r metel weldio i'r pwynt lle gall ocsid fferitig ffurfio ar wyneb y weldiad. Os caiff ei adael yn y cyflwr fel y'i weldiwyd, gallai weldiad perffaith dda ddangos 'olrheini wagen o rwd' ar ffiniau'r parth yr effeithir arno gan wres mewn llai na 24 awr.
Er mwyn i haen newydd o ocsid cromiwm pur allu ailffurfio'n iawn, mae angen glanhau dur di-staen ar ôl weldio trwy ei sgleinio, ei biclo, ei falu neu ei frwsio. Unwaith eto, defnyddiwch felinwyr a brwsys sy'n bwrpasol ar gyfer y dasg.
Pam mae gwifren weldio dur di-staen yn magnetig?
Nid yw dur gwrthstaen cwbl austenitig yn fagnetig. Fodd bynnag, mae tymereddau weldio yn creu gronyn cymharol fawr yn y microstrwythur, sy'n arwain at y weldiad yn sensitif i graciau. Er mwyn lliniaru sensitifrwydd i gracio poeth, mae gweithgynhyrchwyr electrodau yn ychwanegu elfennau aloi, gan gynnwys fferit. Mae'r cyfnod fferit yn achosi i'r gronynnau austenitig fod yn llawer mânach, felly mae'r weldiad yn dod yn fwy gwrthsefyll craciau.
Ni fydd magnet yn glynu wrth sbŵl o lenwad dur gwrthstaen austenitig, ond gallai rhywun sy'n dal magnet deimlo tynnu bach oherwydd y fferit sydd wedi'i gadw. Yn anffodus, mae hyn yn achosi i rai defnyddwyr feddwl bod eu cynnyrch wedi'i labelu'n anghywir neu eu bod yn defnyddio'r metel llenwi anghywir (yn enwedig os ydynt wedi rhwygo'r label oddi ar y fasged weiren).
Mae'r swm cywir o fferit mewn electrod yn dibynnu ar dymheredd gwasanaeth y cymhwysiad. Er enghraifft, mae gormod o fferit yn achosi i'r weldiad golli ei galedwch ar dymheredd isel. Felly, mae gan lenwad Math 308 ar gyfer cymhwysiad pibellau LNG rif fferit rhwng 3 a 6, o'i gymharu â rhif fferit o 8 ar gyfer llenwad Math 308 safonol. Yn fyr, gall metelau llenwi ymddangos yn debyg ar y dechrau, ond mae gwahaniaethau bach mewn cyfansoddiad yn bwysig.
Oes ffordd hawdd o weldio dur gwrthstaen deuplex?
Yn nodweddiadol, mae gan ddur gwrthstaen deuol ficrostrwythur sy'n cynnwys tua 50% fferit a 50% austenit. Yn syml, mae'r fferit yn darparu cryfder uchel a rhywfaint o wrthwynebiad i gracio cyrydiad straen tra bod yr austenit yn darparu caledwch da. Mae'r ddau gam gyda'i gilydd yn rhoi eu priodweddau deniadol i'r dur deuol. Mae ystod eang o ddur gwrthstaen deuol ar gael, gyda'r mwyaf cyffredin yn Math 2205; mae hyn yn cynnwys 22% cromiwm, 5% nicel, 3% molybdenwm a 0.15% nitrogen.
Wrth weldio dur gwrthstaen deuol, gall problemau godi os oes gormod o fferit yn y metel weldio (mae'r gwres o'r arc yn achosi i'r atomau drefnu eu hunain mewn matrics fferit). I wneud iawn am hyn, mae angen i fetelau llenwi hyrwyddo'r strwythur austenitig gyda chynnwys aloi uwch, fel arfer 2 i 4% yn fwy o nicel nag yn y metel sylfaen. Er enghraifft, gall gwifren â chraidd fflwcs ar gyfer weldio Math 2205 gynnwys 8.85% o nicel.
Gall y cynnwys fferit dymunol amrywio o 25 i 55% ar ôl weldio (ond gall fod yn uwch). Sylwch fod yn rhaid i'r gyfradd oeri fod yn ddigon araf i ganiatáu i'r austenit ailffurfio, ond nid mor araf fel ei fod yn creu cyfnodau rhyngfetelaidd, nac yn rhy gyflym fel ei fod yn creu gormod o fferit yn y parth yr effeithir arno gan wres. Dilynwch y gweithdrefnau a argymhellir gan y gwneuthurwr ar gyfer y broses weldio a'r metel llenwi a ddewisir.
Addasu paramedrau wrth weldio dur di-staen
I wneuthurwyr sy'n addasu paramedrau'n gyson (foltedd, amperedd, hyd arc, anwythiant, lled pwls, ac ati) wrth weldio dur di-staen, y troseddwr nodweddiadol yw cyfansoddiad metel llenwi anghyson. O ystyried pwysigrwydd elfennau aloi, gall amrywiadau o lot i lot mewn cyfansoddiad cemegol gael effaith amlwg ar berfformiad weldio, megis gwlychu gwael neu ryddhau slag anodd. Mae amrywiadau mewn diamedr electrod, glendid arwyneb, cast a helics hefyd yn effeithio ar berfformiad mewn cymwysiadau GMAW a FCAW.
Rheoli gwaddodiad carbid rheoli mewn dur di-staen austenitig
Ar dymheredd yn yr ystod o 426-871°C, mae cynnwys carbon sy'n fwy na 0.02% yn mudo i ffiniau graen y strwythur austenitig, lle mae'n adweithio â chromiwm i ffurfio carbid cromiwm. Os yw'r cromiwm wedi'i glymu â'r carbon, nid yw ar gael i wrthsefyll cyrydiad. Pan gaiff ei amlygu i amgylchedd cyrydol, mae cyrydiad rhyngronynnol yn arwain, gan ganiatáu i'r ffiniau graen gael eu bwyta i ffwrdd.
I reoli gwaddodiad carbid, cadwch y cynnwys carbon mor isel â phosibl (uchafswm o 0.04%) trwy weldio ag electrodau carbon isel. Gellir clymu carbon hefyd gan niobiwm (columbiwm gynt) a thitaniwm, sydd â pherthynas gryfach â charbon nag sydd gan chromiwm. Gwneir electrodau math 347 at y diben hwn.
Sut i baratoi ar gyfer trafodaeth am ddewis metel llenwi
O leiaf, casglwch wybodaeth am ddefnydd terfynol y rhan wedi'i weldio, gan gynnwys yr amgylchedd gwasanaeth (yn enwedig tymereddau gweithredu, amlygiad i elfennau cyrydol a graddfa'r ymwrthedd cyrydiad disgwyliedig) a'r oes gwasanaeth a ddymunir. Mae gwybodaeth am y priodweddau mecanyddol gofynnol o dan amodau gweithredu o gymorth mawr, gan gynnwys cryfder, caledwch, hydwythedd a blinder.
Mae'r rhan fwyaf o'r prif wneuthurwyr electrodau yn darparu canllawiau ar gyfer dewis metelau llenwi, ac ni all yr awduron orbwysleisio'r pwynt hwn: ymgynghorwch â chanllaw cymwysiadau metelau llenwi neu cysylltwch ag arbenigwyr technegol y gwneuthurwr. Maent yno i helpu gyda dewis yr electrod dur di-staen cywir.
Am ragor o wybodaeth am fetelau llenwi dur di-staen TYUE ac i gysylltu ag arbenigwyr y cwmni i gael cyngor, ewch i www.tyuelec.com.
Amser postio: 23 Rhagfyr 2022