1. Giới thiệu
Thép không gỉ hàn là thói quen trong ngành công nghiệp, Nhưng Làm sao vấn đề: Mỗi nhóm không gỉ (austenit, ferit, hai mặt, martensitic, kết tủa cứng, và các lớp hợp kim cao) mang lại những hành vi luyện kim khác biệt xác định sự lựa chọn quá trình, Hợp kim filler, Đầu vào nhiệt, trước/sau điều trị, và chế độ kiểm tra.
Với sự lựa chọn và điều khiển quy trình chính xác, Đầu vào nhiệt, Trận đấu filler, Nhiệt độ xen kẽ và làm sạch sau chiến dịch thích hợp, hầu hết các lớp có thể được hàn để cung cấp sức mạnh và khả năng chống ăn mòn đáng tin cậy.
Thực hành áp dụng sai, Tuy nhiên, dẫn đến vết nứt nóng, mẫn cảm, Chụp hoặc thực hiện ăn mòn không thể chấp nhận được.
2. Tại sao khả năng hàn quan trọng đối với thép không gỉ
Thép không gỉGiá trị của “nằm trong lời hứa kép độc đáo của nó: chống ăn mòn (từ lớp oxit giàu crom của nó) và độ tin cậy cấu trúc (từ các thuộc tính cơ học được thiết kế riêng của nó).
Trong các ngành công nghiệp như dầu & khí đốt, phát điện, xử lý hóa chất, sự thi công, và thiết bị thực phẩm, Phần lớn các thành phần không gỉ yêu cầu hàn trong quá trình chế tạo, cài đặt, hoặc sửa chữa.
Khả năng hàn không chỉ đơn thuần là một sự tiện lợi của sản xuất trên mạng..
Khả năng hàn kém làm suy yếu các chức năng cốt lõi của thép không gỉ, dẫn đến những thất bại thảm khốc, chi phí quá mức, và không tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp.
3. Tổ chức luyện kim chính của khả năng hàn thép không gỉ
Khả năng hàn của thép không gỉ được kiểm soát cơ bản bởi Thành phần hóa học Và cấu trúc tinh thể.
Các yếu tố hợp kim không chỉ xác định khả năng chống ăn mòn mà còn chi phối cách các loại thép không gỉ hoạt động trong các chu kỳ nhiệt của hàn.
Ảnh hưởng của các yếu tố hợp kim
| Yếu tố hợp kim | Vai trò trong kim loại cơ bản | Tác động đến khả năng hàn |
| crom (Cr, 10.5–30%) | Các hình thức thụ động cr₂o₃ phim cho khả năng chống ăn mòn. | CR cao làm tăng nguy cơ nứt nóng; CR cacbua (Cr₂₃c₆) Lượng mưa gây ra sự nhạy cảm nếu c > 0.03%. |
| Niken (TRONG, 0–25%) | Ổn định Austenite (Cải thiện độ dẻo, sự dẻo dai). | Ni cao (>20%, ví dụ., 310S) Tăng nguy cơ nứt nóng; NI thấp trong ferritic làm giảm độ dẻo trong HAZ. |
| Molypden (Mo, 0–6%) | Tăng cường sức cản rỗ (Raisses giá trị pren). | Không có vấn đề hàn trực tiếp; Duy trì khả năng chống ăn mòn nếu đầu vào nhiệt được kiểm soát. |
| Cacbon (C, 0.01–1,2%) | Tăng cường thép martensitic; ảnh hưởng đến sự nhạy cảm. | >0.03% trong austenit → kết tủa cacbua và ăn mòn giữa các hạt; >0.1% trong Martensitic → Nguy cơ nứt lạnh. |
| Titan (Của) / Niobi (NB) | Các hình thức ổn định tic/nbc thay vì cr₂₃c₆, ngăn chặn sự nhạy cảm. | Cải thiện khả năng hàn của các lớp ổn định (ví dụ., 321, 347); Giảm suy thoái Haz. |
| Nitơ (N, 0.01–0,25%) | Tăng cường các giai đoạn Austenite và song công; Tăng sức đề kháng rỗ. | Giúp kiểm soát cân bằng ferrite trong các mối hàn song công; thừa n (>0.25%) có thể gây ra độ xốp. |
Cấu trúc tinh thể và ảnh hưởng của chúng
- Austenite (FCC): Độ dẻo dai cao, độ dẻo tốt, và khả năng hàn tuyệt vời. Tuy nhiên, Các tác phẩm austenitic đầy đủ dễ bị Vết nứt nóng Do phạm vi hóa rắn thấp của chúng.
- Ferrite (BCC): Khả năng chống nứt nóng nhưng độ dẻo hạn chế và độ bền trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ). Tăng trưởng hạt trong quá trình hàn có thể bao bọc thép ferritic.
- Martensite (BCT): Rất cứng và giòn, đặc biệt là nếu có carbon cao có mặt. Hàn có xu hướng tạo ra các vết nứt trừ khi áp dụng các phương pháp điều trị nhiệt trước và sau khi gia vị được áp dụng.
- song công (FCC hỗn hợp + BCC): Sự kết hợp giữa Ferrite và Austenite cung cấp cả sức mạnh và khả năng chống ăn mòn, Nhưng điều khiển đầu vào nhiệt chính xác là rất quan trọng để duy trì cân bằng pha ~ 50/50.
4. Khả năng hàn của thép không gỉ Austenitic (300 Loạt)
Thép không gỉ Austenitic, đặc biệt là 300 loạt (304, 304L, 316, 316L, 321, 347)—Are là thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhất do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ dẻo, và độ dẻo dai.
Họ nói chung là gia đình không gỉ có thể hàn, giải thích việc sử dụng rộng rãi của họ trong chế biến thực phẩm, nhà máy hóa chất, dầu & khí đốt, hàng hải, và các ứng dụng đông lạnh.
Tuy nhiên, của họ Cấu trúc tinh thể austenitic hoàn toàn Và Mở rộng nhiệt cao mang lại những thách thức hàn cụ thể đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận.
Những thách thức quan trọng về hàn
| Thử thách | Giải thích | Chiến lược giảm thiểu |
| Vết nứt nóng | Hóa rắn hoàn toàn austenitic (Chế độ A) tạo ra sự nhạy cảm với vết nứt hóa rắn trong kim loại hàn. | Sử dụng kim loại phụ có hàm lượng ferrite nhỏ (ER308L, ER316L); Kiểm soát tỷ lệ hóa rắn hồ hàn. |
| Nhạy cảm (Kết tủa cacbua) | CR₂₃c₆ hình thành ở ranh giới hạt trong khoảng từ 450 nhiệt850 ° C nếu carbon >0.03%, Giảm kháng ăn mòn. | Sử dụng các lớp carbon thấp (304L, 316L) hoặc các lớp ổn định (321, 347); giới hạn nhiệt độ giữa 1550 ° C. |
| Biến dạng & Ứng suất dư | Thép Austenitic mở rộng hơn ~ 50% so với thép carbon; Độ dẫn nhiệt thấp cô đặc nhiệt. | Trình tự hàn cân bằng, phù hợp, Đầu vào nhiệt thấp. |
| độ xốp | Hấp thụ hoặc ô nhiễm nitơ trong bể hàn có thể tạo thành túi khí. | Khí che chắn độ tinh khiết cao (Ar, Ar + O₂); Ngăn chặn nhiễm bẩn N₂. |
Hàn hàng tiêu dùng & Lựa chọn phụ
- Kim loại phụ chung: ER308L (cho 304/304L), ER316L (cho 316/316L), ER347 (vì 321/347).
- Cân bằng ferrite: FN lý tưởng (số ferrite) trong kim loại hàn: 3–10 để giảm vết nứt nóng.
- Khí che chắn: Argon, hoặc AR + 1Mùi2% o₂; Ar + Anh ấy pha trộn cải thiện sự thâm nhập trong các phần dày hơn.
Quy trình hàn phù hợp
| Quá trình | Sự phù hợp | Ghi chú |
| GTAW (TIG) | Xuất sắc | Kiểm soát chính xác; Lý tưởng cho các bức tường mỏng hoặc khớp quan trọng. |
| GMAW (TÔI) | Rất tốt | Năng suất cao hơn; Yêu cầu kiểm soát che chắn tốt. |
| SMAW (Dán) | Tốt | Linh hoạt; sử dụng điện cực có hàm lượng hydro thấp. |
| FCAW | Tốt | Năng suất cho các phần dày; yêu cầu loại bỏ xỉ cẩn thận. |
| Laser/eb | Xuất sắc | Biến dạng thấp, độ chính xác cao; được sử dụng trong các ngành công nghiệp tiên tiến. |
5. Khả năng hàn của thép không gỉ ferritic (400 Loạt)
Thép không gỉ ferritic, chủ yếu 400 lớp loạt chẳng hạn như 409, 430, Và 446, được đặc trưng bởi một khối lấy cơ thể làm trung tâm (BCC) cấu trúc tinh thể.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong hệ thống xả ô tô, Các thành phần kiến trúc trang trí, và thiết bị công nghiệp do họ Kháng ăn mòn vừa phải, tính chất từ tính, và chi phí thấp hơn so với các lớp Austenitic.
Trong khi thép không gỉ ferritic có thể được hàn, của họ Khả năng hàn bị hạn chế hơn So với Austenitic Lớp.
Sự kết hợp của độ dẻo thấp, Mở rộng nhiệt cao, và tăng trưởng hạt thô trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) Giới thiệu những thách thức cụ thể.
Những thách thức quan trọng về hàn
| Thử thách | Giải thích | Chiến lược giảm thiểu |
| độ giòn / Độ cứng thấp | Thép ferritic vốn đã ít dễ uốn; Haz có thể trở nên giòn do sự phát triển của hạt. | Giới hạn đầu vào nhiệt, Sử dụng các phần mỏng hoặc hàn không liên tục; Tránh làm mát nhanh chóng. |
| Biến dạng / Ứng suất nhiệt | Hệ số giãn nở nhiệt ~ 10 bóng12; thấp hơn austenitic nhưng vẫn còn đáng kể. | Trước uốn cong, phù hợp, và trình tự hàn được kiểm soát. |
| vết nứt (Lạnh lẽo / Hỗ trợ hydro) | Các cấu trúc giống như martensite có thể hình thành trong một số ferritic cao C; hydro từ độ ẩm có thể gây ra vết nứt. | Làm nóng trước (150Mùi200 ° C.) cho các phần dày hơn; Sử dụng các điện cực khô và khí che chắn thích hợp. |
| Giảm khả năng chống ăn mòn trong haz | Hạt thô và cạn kiệt các yếu tố hợp kim có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn. | Giảm thiểu đầu vào nhiệt và tránh tiếp xúc sau chiến lược với phạm vi nhiệt độ nhạy cảm (450Mùi850 ° C.). |
Hàn hàng tiêu dùng & Lựa chọn phụ
- Kim loại phụ chung: ER409L cho 409, ER430L cho 430.
- Lựa chọn phụ: Khớp với kim loại cơ bản để tránh sự hình thành ferrite hoặc intermetallic quá mức trong các mối hàn.
- Khí che chắn: Argon hoặc ar + 2% O₂ cho hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) hoặc hàn hồ quang kim loại khí (GMAW).
Quy trình hàn phù hợp
| Quá trình | Sự phù hợp | Ghi chú |
| GTAW (TIG) | Rất tốt | Kiểm soát nhiệt chính xác, Lý tưởng cho các phần mỏng. |
| GMAW (TÔI) | Tốt | Thích hợp cho sản xuất; Yêu cầu tối ưu hóa khí bảo vệ. |
| SMAW (Dán) | Vừa phải | Sử dụng các điện cực hydro thấp; Nguy cơ của sự kết hợp haz. |
| FCAW / Tia laze | Giới hạn | Có thể yêu cầu làm nóng trước; Nguy cơ nứt ở các phần dày hơn. |
6. Khả năng hàn của thép không gỉ martensitic (400 Loạt)
Thép không gỉ Martensitic, thông thường 410, 420, 431, là cường độ cao, Hợp kim cứng đặc trưng bởi Hàm lượng carbon cao và tetragonal tập trung vào cơ thể (BCT) cấu trúc martensitic.
Những thép này được sử dụng rộng rãi trong cánh tuabin, trục bơm, dao kéo, Thành phần van, và các bộ phận hàng không vũ trụ, Trường hợp sức mạnh và khả năng chống mài mòn là rất quan trọng.
Thép không gỉ martensitic là được coi là thách thức đối với mối hàn do họ Xu hướng hình thành khó khăn, cấu trúc vi mô giòn trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ), làm tăng nguy cơ vết nứt lạnh và giảm độ dẻo dai.
Những thách thức quan trọng về hàn
| Thử thách | Giải thích | Chiến lược giảm thiểu |
| Vết nứt lạnh / Vết nứt hỗ trợ hydro | Các dạng martensite cứng trong haz, dễ bị nứt nếu có hydro. | Làm nóng trước 150 nhiệt300 ° C.; sử dụng điện cực có hàm lượng hydro thấp; Kiểm soát nhiệt độ giao thoa. |
| Độ cứng trong haz | Làm mát nhanh chóng tạo ra độ cứng cao (HV > 400), dẫn đến sự giằng co. | Nhiệt độ sau hàn ở 550 nhiệt650 ° C để khôi phục độ dẻo và giảm độ cứng. |
| Biến dạng & Ứng suất dư | Sự giãn nở nhiệt cao và biến đổi pha nhanh tạo ra ứng suất dư. | Cố định thích hợp, Trình tự hàn cân bằng, và đầu vào nhiệt được kiểm soát. |
| Độ nhạy ăn mòn | Haz có thể bị giảm khả năng chống ăn mòn, Đặc biệt là trong môi trường chứa chất ướt hoặc clorua. | Chọn các lớp Martensitic chống ăn mòn; Tránh phạm vi nhiệt độ nhạy cảm. |
Hàn hàng tiêu dùng & Lựa chọn phụ
- Kim loại phụ chung: IS410, ER420, ER431, phù hợp với lớp kim loại cơ bản.
- Làm nóng trước và giao thoa: 150–300 ° C tùy thuộc vào độ dày và hàm lượng carbon.
- Khí che chắn: Argon hoặc ar + 2% Anh ấy cho GTAW; khô, điện cực hydro thấp cho SMAW.
Quy trình hàn phù hợp
| Quá trình | Sự phù hợp | Ghi chú |
| GTAW (TIG) | Rất tốt | Kiểm soát chính xác; được đề xuất cho các thành phần quan trọng hoặc mỏng phần. |
| GMAW (TÔI) | Vừa phải | Yêu cầu đầu vào nhiệt thấp; Có thể cần làm nóng trước trên các phần dày hơn. |
| SMAW (Dán) | Vừa phải | Sử dụng các điện cực hydro thấp; Duy trì làm nóng trước. |
| Tia laze / Hàn EB | Xuất sắc | Hệ thống sưởi cục bộ làm giảm kích thước haz và rủi ro nứt. |
Cân nhắc hiệu suất sau chiến tranh
| Khía cạnh hiệu suất | Quan sát sau khi hàn thích hợp | Ý nghĩa thực tế |
| Độ bền cơ học | Mối hàn có thể phù hợp với độ bền kéo kim loại cơ sở sau khi ủ sau khi hàn; Hazed welded haz có thể có độ cứng >400 HV. | Các thành phần đạt được sức mạnh cần thiết và sức đề kháng mòn sau khi nóng tính; Tránh tải ngay sau khi hàn. |
| độ dẻo & độ dẻo dai | Giảm nhẹ trong Hazed Welded Haz; khôi phục sau khi ủ. | Quan trọng đối với các bộ phận dễ bị tác động như trục bơm và van. |
| Chống ăn mòn | Giảm cục bộ tại haz nếu không được luyện; Nói chung là vừa phải cho các lớp Martensitic. | Thích hợp cho môi trường ăn mòn từ thấp đến trung bình; Sử dụng lớp phủ bảo vệ nếu cần. |
| Cuộc sống phục vụ & Độ bền | Nhiệt độ sau chiến tranh đảm bảo sự ổn định lâu dài; Các mối hàn không bị xáo trộn có thể bị nứt dưới căng thẳng hoặc tải theo chu kỳ. | Điều trị nhiệt sau chiến binh là bắt buộc đối với các thành phần quan trọng về an toàn. |
7. Khả năng hàn của thép không gỉ song công (2000 Loạt)
Thép không gỉ song công (DSS), thường được gọi là 2000 loạt (ví dụ., 2205, 2507), là Hợp kim hai pha chứa xấp xỉ 50% austenit và 50% ferit.
Sự kết hợp này cung cấp cường độ cao, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, và độ dẻo dai tốt, Làm cho họ lý tưởng cho xử lý hóa chất, Dầu ngoài khơi & khí đốt, nhà máy khử muối, và ứng dụng hàng hải.
Trong khi thép song công mang lại những lợi thế đáng kể so với các lớp Austenitic hoặc Ferritic, của họ Khả năng hàn nhạy hơn Do nhu cầu Duy trì tỷ lệ ferrite-austenite cân bằng và tránh sự hình thành của giai đoạn intermetallic (Sigma, Chi, hoặc crom nitride).
Những thách thức quan trọng về hàn
| Thử thách | Giải thích | Chiến lược giảm thiểu |
| Sự mất cân bằng Austenite Ferrite | Ferrite dư thừa làm giảm độ dẻo dai; Austenite dư thừa làm giảm khả năng chống ăn mòn. | Kiểm soát đầu vào nhiệt và nhiệt độ giữa; Chọn kim loại phụ thích hợp với thành phần song công phù hợp. |
| Hình thành pha intermetallic | Các pha Sigma hoặc Chi có thể hình thành ở 600 nhiệt1000 ° C, gây ra sự hấp dẫn và giảm khả năng chống ăn mòn. | Giảm thiểu thời gian đầu vào nhiệt và làm mát; Tránh nhiều hâm nóng; Làm mát sau khi hàn. |
| Vết nứt nóng trong kim loại hàn | Thép song công hóa rắn chủ yếu là ferrite; Một lượng nhỏ austenite cần thiết để ngăn chặn vết nứt. | Sử dụng kim loại phụ được thiết kế cho hàn song công (Ernicrmo-3 hoặc tương tự); Duy trì số ferrite (Fn) 30550. |
| Biến dạng & Ứng suất dư | Mở rộng nhiệt vừa phải; Độ dẫn điện thấp cô đặc nhiệt trong vùng hàn. | Trình tự hàn cân bằng và phù hợp; nhiệt độ giữa 1550 ° C. |
Hàn hàng tiêu dùng & Lựa chọn phụ
- Kim loại phụ chung: ER2209, ER2594, hoặc chất độn phù hợp song công.
- Số ferrite (Fn) điều khiển: FN 30 bóng50 trong kim loại hàn cho độ bền tối ưu và khả năng chống ăn mòn.
- Khí che chắn: Argon thuần túy cho gtaw; Ar + bổ sung nhỏ của N₂ (0.1–0,2%) có thể được sử dụng để ổn định austenite.
Quy trình hàn phù hợp
| Quá trình | Sự phù hợp | Ghi chú |
| GTAW (TIG) | Xuất sắc | Kiểm soát cao đầu vào nhiệt và cân bằng pha; ưa thích cho đường ống và tàu quan trọng. |
| GMAW (TÔI) | Rất tốt | Thích hợp cho sản xuất; Kiểm soát tốc độ hàn và nhiệt độ giao thoa cẩn thận. |
| SMAW (Dán) | Vừa phải | Năng suất thấp; yêu cầu các điện cực hydro thấp tương thích song công. |
| Tia laze / Hàn EB | Xuất sắc | Sưởi ấm cục bộ giảm thiểu haz; Bảo tồn cân bằng ferrite-austenite. |
Cân nhắc hiệu suất sau chiến tranh
| Khía cạnh hiệu suất | Quan sát sau khi hàn thích hợp | Ý nghĩa thực tế |
| Độ bền cơ học | Cường độ bền kéo kim loại hàn thường 620 MP720 MPa; Haz thấp hơn một chút nhưng trong vòng 90 �% của kim loại cơ bản. | Cho phép sử dụng trong các ứng dụng cấu trúc và đường ống áp suất cao; Giữ lại sức mạnh vượt trội so với Thép Austenitic. |
| độ dẻo & độ dẻo dai | Tốt, độ bền va đập >100 J ở nhiệt độ phòng nếu nội dung ferrite được kiểm soát. | Thích hợp cho môi trường thực vật ngoài khơi và hóa chất; Tránh thất bại giòn ở haz. |
| Chống ăn mòn | Khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở tương đương với kim loại cơ bản (Pren 35 bóng40 cho 2205, 2507). | Đáng tin cậy trong môi trường giàu clorua và axit; Đảm bảo tuổi thọ dài hạn. |
| Cuộc sống phục vụ & Độ bền | Các mối nối song công hàn đúng cách chống ăn mòn giữa các hạt và vết nứt ăn mòn ứng suất. | Độ tin cậy cao đối với ngoài khơi quan trọng, hóa chất, và ứng dụng khử muối. |
8. Khả năng hàn của kết tủa cứng (PH) Thép không gỉ
Lượng mưa không gỉ, chẳng hạn như 17-4 PH, 15-5 PH, Và 13-8 Mo, là Hợp kim Martensitic hoặc Semi-Austenitic được tăng cường thông qua sự kết tủa có kiểm soát của các giai đoạn thứ cấp (ví dụ., đồng, Niobi, hoặc các hợp chất titan).
Họ kết hợp cường độ cao, Kháng ăn mòn vừa phải, và độ dẻo dai tuyệt vời, Làm cho họ lý tưởng cho hàng không vũ trụ, phòng thủ, hóa chất, và các ứng dụng cơ học hiệu suất cao.
Hàn pH bằng thép không gỉ những thách thức độc đáo, như Cơ chế làm cứng lượng mưa bị xáo trộn bởi chu kỳ nhiệt, có khả năng dẫn đến làm mềm trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) hoặc Mất sức mạnh trong kim loại hàn.
Những thách thức quan trọng về hàn
| Thử thách | Giải thích | Chiến lược giảm thiểu |
| Haz làm mềm | Kết tủa (ví dụ., Củ, NB) hòa tan trong quá trình hàn, giảm độ cứng và sức mạnh tại địa phương. | Điều trị nhiệt sau hàn (giải pháp + Lão hóa) để khôi phục tính chất cơ học. |
| Vết nứt lạnh | Cấu trúc martensitic trong haz có thể cứng và giòn; Ứng suất dư từ hàn làm trầm trọng thêm vết nứt. | Làm nóng trước 150 nhiệt250 ° C.; điện cực hydro thấp; Nhiệt độ xen kẽ có kiểm soát. |
| Biến dạng & Ứng suất dư | Mở rộng nhiệt vừa phải; chu kỳ nhiệt có thể gây ra sự cong vênh và ứng suất dư trong các phần mỏng. | Cố định thích hợp, Đầu vào nhiệt thấp, Trình tự hàn cân bằng. |
| Giảm kháng ăn mòn | Làm mềm cục bộ và lượng mưa thay đổi có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn, đặc biệt ở các khu vực già hoặc quá mức. | Sử dụng giải pháp điều trị sau khi hàn; Kiểm soát đầu vào nhiệt hàn. |
Hàn hàng tiêu dùng & Lựa chọn phụ
- Kim loại phụ: Phù hợp với kim loại cơ bản (ví dụ., ER630 cho 17-4 PH).
- Làm nóng trước và nhiệt độ giữa: 150–250 ° C tùy thuộc vào độ dày và lớp.
- Khí che chắn: Argon hoặc ar + Anh ấy pha trộn cho gtaw; khô, điện cực hydro thấp cho SMAW.
Quy trình hàn phù hợp
| Quá trình | Sự phù hợp | Ghi chú |
| GTAW (TIG) | Xuất sắc | Kiểm soát nhiệt chính xác; Lý tưởng cho phần mỏng, phê bình, hoặc các thành phần hàng không vũ trụ. |
| GMAW (TÔI) | Rất tốt | Năng suất cao hơn; Yêu cầu quản lý đầu vào nhiệt cẩn thận. |
| SMAW (Dán) | Vừa phải | Yêu cầu điện cực hydro thấp; giới hạn cho các phần mỏng. |
| Tia laze / Hàn EB | Xuất sắc | Giảm thiểu chiều rộng HAZ và tác động nhiệt; Bảo quản cấu trúc kim loại cơ bản. |
Ví dụ Dữ liệu sau Weld:
| Cấp | Quá trình hàn | Độ bền kéo (MPa) | độ cứng (HRC) | Ghi chú |
| 17-4 PH | GTAW | 1150 (căn cứ: 1180) | 30Mạnh32 | Bắt buộc sau khi lão hóa; Haz làm mềm được khôi phục. |
| 15-5 PH | GMAW | 1120 (căn cứ: 1150) | 28Tiết31 | Độ bền cao và khả năng chống ăn mòn được duy trì sau khi lão hóa. |
| 13-8 Mo | GTAW | 1200 (căn cứ: 1220) | 32Mạnh34 | Các thành phần hàng không vũ trụ mạnh; Hàn có kiểm soát quan trọng. |
9. Tóm tắt khả năng hàn so sánh
| Diện mạo | Austenit (300 Loạt) | Ferit (400 Loạt) | Martensitic (400 Loạt) | song công (2000 Loạt) | Lượng mưa-làm cứng (PH) |
| Điểm đại diện | 304, 304L, 316, 316L, 321, 347 | 409, 430, 446 | 410, 420, 431 | 2205, 2507 | 17-4 PH, 15-5 PH, 13-8 Mo |
| Khả năng hàn cơ học | Xuất sắc; Haz giữ lại độ dẻo | Vừa phải; Độ dẻo thấp hơn, Haz có thể giòn | Vừa phải; Nguy cơ nứt lạnh cao | Tốt; sức mạnh thường được duy trì | Vừa phải đến thách thức; Haz làm mềm |
| Kháng ăn mòn sau Weld | Xuất sắc; Các lớp có carbon thấp/ổn định ngăn chặn sự nhạy cảm | Tốt; có thể giảm cục bộ nếu nhiệt vào quá mức | Vừa phải; có thể giảm cục bộ trong haz | Xuất sắc; Duy trì sự cân bằng ferrite Austenite | Vừa phải; được khôi phục sau khi điều trị nhiệt sau khi hàn |
| Những thách thức về khả năng hàn | Vết nứt nóng, biến dạng, độ xốp | Hạt thô, vết nứt, Haz Brittless | HALTENTENSITIC HAZ, vết nứt lạnh | Ferrite/Austenite mất cân bằng, hình thành pha intermetallic | Haz làm mềm, ứng suất dư, giảm độ dẻo dai |
| Cân nhắc sau khi hàn | Làm nóng tối thiểu; Nhiệt độ giao thoa thấp; Giải pháp tùy chọn ủ | Làm nóng trước cho các phần dày; Đầu vào nhiệt có kiểm soát | Làm nóng trước và điện cực hydro thấp; Nhiệt độ sau trận gió bắt buộc | Kiểm soát đầu vào nhiệt; Interpass ≤150 Từ250 ° C.; Lựa chọn kim loại phụ | Làm nóng trước, điện cực hydro thấp, Giải pháp sau khi hàn bắt buộc + Lão hóa |
| Ứng dụng | Đồ ăn, dược phẩm, nhà máy hóa chất, hàng hải, Cryogenics | Ống xả ô tô, bảng kiến trúc, Các thành phần công nghiệp cao | Thành phần van, trục, Bộ phận bơm, hàng không vũ trụ | Ngoài khơi, nhà máy hóa chất, khử muối, hàng hải | Hàng không vũ trụ, phòng thủ, Máy bơm hiệu suất cao, dụng cụ phẫu thuật |
Quan sát chính:
- Thép không gỉ Austenit là tha thứ nhất, Cung cấp Khả năng hàn tuyệt vời với các biện pháp phòng ngừa tối thiểu.
- Lớp ferritic nhạy cảm hơn với Tăng trưởng và tăng trưởng hạt, yêu cầu quản lý đầu vào nhiệt cẩn thận.
- Thép martensitic nhu cầu Làm nóng trước và ủ sau khi hàn Để ngăn chặn vết nứt lạnh và khôi phục độ dẻo dai.
- Thép song công yêu cầu Kiểm soát pha chính xác Để tránh các mối hàn giàu ferrite hoặc giòn trong khi duy trì khả năng chống ăn mòn.
- Thép không gỉ pH Phải trải qua Điều trị và lão hóa sau hàn và lão hóa Khôi phục sức mạnh và độ cứng.
10. Phần kết luận
Khả năng hàn của thép không gỉ kéo dài một quang phổ từ các lớp austenitic rất có thể hàn.
Trong khi Hầu hết các lớp có thể được hàn thành công, thành công trong việc hiểu Hành vi luyện kim, áp dụng Thủ tục hàn thích hợp, và thực hiện cần thiết trước- hoặc các phương pháp điều trị nhiệt sau trận.
Cho các kỹ sư và nhà chế tạo, Khả năng hàn không chỉ là tham gia, sức mạnh, và cuộc sống phục vụ.
Lựa chọn chất độn cẩn thận, Quản lý đầu vào nhiệt, và tuân thủ các mã đảm bảo các thành phần bằng thép không gỉ đáp ứng cả kỳ vọng thiết kế và vòng đời.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao 316L có thể hàn hơn 316 thép không gỉ?
316Tôi có hàm lượng carbon thấp hơn (C .03% so với. C .08% cho 316), làm giảm đáng kể nguy cơ nhạy cảm.
Trong quá trình hàn, 316Các dạng cacbua cao hơn của cac cr₂₃c₆ cacbua ở ranh giới hạt (Làm cạn kiệt cr), dẫn đến ăn mòn giữa các hạt.
316Carbon thấp sẽ ngăn chặn điều này, với a 95% Tỷ lệ vượt qua trong thử nghiệm ASTM A262 IGC VS. 50% vì 316.
Thép không gỉ ferritic có yêu cầu làm nóng trước không?
Không có thép không gỉ ferritic (409, 430) có hàm lượng carbon thấp, Vì vậy, không cần thiết phải làm nóng trước để ngăn chặn vết nứt lạnh.
Tuy nhiên, ủ sau bạn bè (700Mùi800 ° C.) được khuyến nghị để kết tinh lại các hạt haz lớn, Khôi phục độ dẻo và độ dẻo dai (Tăng năng lượng tác động lên 40% 50%).
Có thể 17-4 Thép không gỉ pH được hàn mà không cần xử lý nhiệt sau khi hàn?
Về mặt kỹ thuật có, Nhưng Haz sẽ được làm mềm đáng kể (độ bền kéo giảm từ 1,150 MPa đến 750 MPA cho H900 Temper).
Cho các ứng dụng chịu tải (ví dụ., giá đỡ hàng không vũ trụ), Giải pháp sau Weld ủ (1,050°C) + Tuổi lên (480°C) là bắt buộc để cải cách kết tủa đồng, Khôi phục 95% của sức mạnh kim loại cơ bản.
Quá trình hàn nào là tốt nhất cho thép không gỉ austenitic mỏng (1Mạnh3 mm)?
GTAW (TIG) là lý tưởng - đầu vào nhiệt thấp của nó (0.5Mạnh1,5 kJ/mm) giảm thiểu kích thước haz và rủi ro nhạy cảm, trong khi điều khiển hồ quang chính xác của nó tạo ra chất lượng cao, Mối hàn độ cao thấp.
Sử dụng điện cực vonfram 1 Vang2 mm, Argon che chắn khí (99.99% nguyên chất), và tốc độ di chuyển 100 trận150 mm/phút để có kết quả tối ưu.
