Ciri-ciri kimpalan keluli tahan karat austenit: jumlah tegasan dan ketegangan elastik dan plastik semasa kimpalan adalah besar, tetapi retakan sejuk jarang berlaku. Tiada zon pengerasan pelindapkejutan dan kekasaran bijirin dalam sambungan yang dikimpal, jadi kekuatan tegangan sambungan yang dikimpal adalah tinggi.
Masalah utama kimpalan keluli tahan karat austenit: ubah bentuk kimpalan adalah besar; kerana ciri sempadan butirannya dan kepekaan terhadap kekotoran surih tertentu (S, P), ia mudah menghasilkan retakan panas.
Lima masalah kimpalan utama keluli tahan karat austenit dan penyelesaiannya
No1.Pembentukan kromium karbida mengurangkan rintangan sambungan dikimpal kepada kakisan antara butiran.
Kakisan antara butiran: Menurut teori kromium lemah, apabila kimpalan dan zon terjejas haba dipanaskan pada zon suhu pemekaan 450-850 darjah, kromium karbida akan memendakan pada sempadan butiran, mengakibatkan sempadan butiran miskin kromium, yang tidak mencukupi untuk menahan kakisan.
(1) Untuk kakisan antara butiran kimpalan dan kakisan zon suhu tersensitisasi pada bahan sasaran, langkah-langkah berikut boleh digunakan untuk mengehadkan:
a. Kurangkan kandungan karbon logam asas dan kimpalan, dan tambah unsur penstabil Ti, Nb dan unsur lain kepada logam asas untuk membentuk MC secara keutamaan untuk mengelakkan pembentukan Cr23C6.
b. Jadikan kimpalan membentuk struktur dwi-fasa austenit dan sejumlah kecil ferit. Apabila terdapat sejumlah ferit dalam kimpalan, butiran boleh ditapis, kawasan butiran boleh ditingkatkan, dan jumlah pemendakan kromium karbida setiap unit kawasan sempadan butiran boleh dikurangkan.
Kromium mempunyai keterlarutan yang besar dalam ferit, dan Cr23C6 lebih disukai dibentuk dalam ferit, tanpa menyebabkan sempadan butiran austenit habis dalam kromium; ferit yang bertaburan di antara austenit boleh menghalang kakisan di sepanjang sempadan butiran ke resapan dalaman.
c. Kawal masa tinggal dalam julat suhu pemekaan. Laraskan kitaran terma kimpalan untuk memendekkan masa tinggal pada 600-1000 darjah sebanyak mungkin, dan pilih kaedah kimpalan dengan ketumpatan tenaga tinggi (seperti kimpalan arka argon plasma),
Pilih tenaga talian kimpalan yang lebih kecil, salurkan gas argon pada bahagian belakang kimpalan atau gunakan pad kuprum untuk meningkatkan kadar penyejukan sambungan dikimpal, kurangkan bilangan permulaan arka dan penamat arka untuk mengelakkan pemanasan berulang, dan permukaan sentuhan dengan medium menghakis semasa kimpalan berbilang lapisan adalah sejauh mungkin. Kimpalan dll.
d. Selepas mengimpal, jalankan rawatan larutan atau penyepuhlindapan penstabilan (850-900 darjah ) dan penyejukan udara selepas pemeliharaan haba, supaya karbida boleh dimendakan sepenuhnya dan penyebaran kromium boleh dipercepatkan).
(2) Kakisan seperti pisau pada sambungan yang dikimpal, atas sebab ini, langkah pencegahan berikut boleh diambil:
Disebabkan oleh peresapan karbon yang kuat, ia akan mengasingkan pada sempadan bijian untuk membentuk keadaan supertepu semasa proses penyejukan, manakala Ti dan Nb kekal dalam kristal kerana peresapannya yang rendah. Apabila sambungan dikimpal dipanaskan semula dalam julat suhu pemekaan, karbon supertepu akan memendakan dalam bentuk Cr23C6 dalam intergranular.
a. Kurangkan kandungan karbon. Untuk keluli tahan karat yang mengandungi unsur penstabil, kandungan karbon tidak boleh melebihi 0.06%.
b. Gunakan proses kimpalan yang munasabah. Pilih tenaga talian kimpalan yang lebih kecil untuk mengurangkan masa kediaman kawasan yang terlalu panas pada suhu tinggi, dan beri perhatian untuk mengelakkan kesan "pemekaan suhu sederhana" semasa proses kimpalan.
Apabila kimpalan dua sisi, jahitan kimpalan yang bersentuhan dengan medium menghakis hendaklah dikimpal terakhir (inilah sebab mengapa kimpalan dalaman paip kimpalan berdinding tebal berdiameter besar dijalankan selepas kimpalan luar). Kawasan terlampau panas yang bersentuhan dengan medium menghakis dipanaskan semula dengan pemekaan.
c. Rawatan haba selepas kimpalan. Rawatan penyelesaian atau penstabilan dijalankan selepas kimpalan.
No 2, Tekanan kakisan retak
Langkah-langkah berikut boleh diambil untuk mengelakkan berlakunya keretakan kakisan tegasan:
a. Pemilihan bahan yang betul dan pelarasan yang munasabah bagi komposisi kimpalan. Keluli tahan karat austenit kromium-nikel ketulenan tinggi, keluli tahan karat austenit kromium-nikel silikon tinggi, keluli tahan karat ferit-austenit, keluli tahan karat ferit kromium tinggi, dsb. mempunyai rintangan kakisan tegasan yang baik, dan logam kimpalan ialah keluli tahan karat austenit. Rintangan kakisan tegasan adalah baik apabila struktur keluli dwi fasa adalah ferit dan ferit.
b. Hilangkan atau kurangkan tekanan sisa. Rawatan haba pelepasan tekanan selepas kimpalan dijalankan, dan kaedah mekanikal seperti penggilap, pukulan peening dan penukul digunakan untuk mengurangkan tegasan sisa permukaan.
c. Reka bentuk struktur yang munasabah. untuk mengelakkan kepekatan tekanan yang besar.
No3. Retak panas kimpalan (rekahan penghabluran kimpalan, retakan pencairan zon terjejas haba)
Kerentanan retak terma terutamanya bergantung pada komposisi kimia, struktur dan sifat bahan. Ni mudah membentuk sebatian takat lebur rendah atau eutektik dengan kekotoran seperti S dan P, dan pengasingan boron dan silikon akan menyebabkan keretakan haba.
Kimpalan mudah untuk membentuk struktur butiran kolumnar kasar dengan arah yang kuat, yang kondusif untuk pengasingan kekotoran dan unsur-unsur berbahaya. Dengan itu menggalakkan pembentukan filem cecair interkristalin berterusan dan meningkatkan kepekaan keretakan haba. Jika kimpalan dipanaskan secara tidak sekata, mudah untuk membentuk tegasan tegangan yang besar dan menggalakkan penjanaan retak panas kimpalan.
Langkah-langkah pencegahan:
a. Kawal ketat kandungan kekotoran berbahaya S dan P.
b. Laraskan tekstur logam kimpalan. Kimpalan struktur dwi fasa mempunyai rintangan retak yang baik. Fasa delta dalam kimpalan boleh menapis butiran, menghapuskan arah austenit fasa tunggal, mengurangkan pengasingan kekotoran berbahaya pada sempadan butiran, dan fasa delta boleh melarutkan lebih banyak S,
P, dan boleh mengurangkan tenaga antara muka dan mengatur pembentukan filem cecair intercrystalline.
c. Laraskan komposisi aloi logam kimpalan. Tingkatkan kandungan Mn, C, dan N dengan sewajarnya dalam keluli austenit fasa tunggal, dan tambahkan sedikit unsur surih seperti serium, beliung, dan tantalum (yang boleh menapis struktur kimpalan dan membersihkan sempadan bijian) untuk mengurangkan retak panas. sensitiviti.
d. langkah-langkah proses. Minimumkan kepanasan melampau kolam lebur untuk mengelakkan pembentukan hablur kolumnar kasar, dan gunakan tenaga garisan kecil dan manik kimpalan keratan rentas kecil.
Contohnya, keluli austenit jenis 25-20 terdedah kepada rekahan pencairan. Dengan ketat mengehadkan kandungan kekotoran dan saiz bijian logam asas, mengamalkan kaedah kimpalan ketumpatan tenaga tinggi, tenaga talian kecil dan meningkatkan kadar penyejukan sendi dan langkah-langkah lain.
No4. Kerosakan pada sambungan yang dikimpal
Keluli kekuatan panas harus memastikan keplastikan sambungan yang dikimpal dan mengelakkan kemerosotan suhu tinggi; keluli suhu rendah diperlukan untuk mempunyai keliatan suhu rendah yang baik untuk mengelakkan embrittlement suhu rendah pada sambungan yang dikimpal.
No5. Ubah bentuk kimpalan adalah besar
Oleh kerana kekonduksian terma yang rendah dan pekali pengembangan yang besar, ubah bentuk kimpalan adalah besar, dan lekapan boleh digunakan untuk mengelakkan ubah bentuk. Kaedah kimpalan dan pemilihan bahan kimpalan untuk keluli tahan karat austenit:
Keluli tahan karat austenit boleh dikimpal dengan kimpalan arka tungsten argon (TIG), kimpalan argon argon elektrod lebur (MIG), kimpalan arka argon plasma (PAW) dan kimpalan arka tenggelam (SAW).
Keluli tahan karat Austenit mempunyai arus kimpalan yang rendah kerana takat leburnya yang rendah, kekonduksian terma yang rendah dan kerintangan yang tinggi. Kimpalan dan manik sempit harus digunakan untuk mengurangkan masa tinggal suhu tinggi, mencegah pemendakan karbida, mengurangkan tekanan pengecutan kimpalan, dan mengurangkan kepekaan retak haba.
Komposisi bahan habis kimpalan, terutamanya unsur mengaloi Cr dan Ni, adalah lebih tinggi daripada logam asas. Bahan habis kimpalan yang mengandungi sejumlah kecil (4-12%) ferit digunakan untuk memastikan rintangan retak yang baik (rekahan sejuk, retak panas, retak kakisan tegasan) kimpalan.
Apabila fasa ferit tidak dibenarkan atau mustahil dalam kimpalan, bahan guna kimpalan yang mengandungi Mo, Mn dan unsur pengaloian lain hendaklah dipilih.
C, S, P, Si, dan Nb dalam bahan habis kimpalan hendaklah serendah mungkin. Nb akan menyebabkan keretakan pemejalan dalam kimpalan austenit tulen, tetapi sejumlah kecil ferit dalam kimpalan boleh dielakkan dengan berkesan.
Untuk struktur dikimpal yang perlu distabilkan atau dilegakan tekanan selepas kimpalan, bahan kimpalan yang mengandungi Nb biasanya dipilih. Kimpalan arka terendam digunakan untuk mengimpal plat sederhana, dan kehilangan pembakaran Cr dan Ni boleh ditambah dengan peralihan unsur mengaloi dalam fluks dan dawai kimpalan;
Oleh kerana kedalaman penembusan yang besar, penjagaan perlu diambil untuk mengelakkan penjanaan retak panas di kawasan tengah kimpalan dan pengurangan rintangan kakisan di zon terjejas haba. Perhatian harus diberikan kepada pemilihan dawai kimpalan yang lebih nipis dan tenaga talian kimpalan yang lebih kecil, dan wayar kimpalan hendaklah rendah dalam Si, S, dan P.
Kandungan ferit dalam kimpalan keluli tahan karat tahan panas tidak boleh melebihi 5%. Untuk keluli tahan karat austenit dengan kandungan Cr dan Ni lebih daripada 20%, wayar kimpalan Mn (6-8%) tinggi harus digunakan, dan fluks alkali atau neutral hendaklah digunakan sebagai fluks untuk mengelakkan penambahan Si pada kimpalan. dan meningkatkan rintangan retaknya.
Fluks khas untuk keluli tahan karat austenit mempunyai penambahan Si yang sangat sedikit, yang boleh memindahkan aloi kepada kimpalan untuk mengimbangi kehilangan pembakaran unsur aloi untuk memenuhi keperluan prestasi kimpalan dan komposisi kimia.
