Hàn thép không gỉ và hợp kim niken là bao gồm yêu cầi về độ sạch và chọn kim loại phụ phù hợp. Các hướng dẫn này nhằm hỗ trợ từng bước để hàn thành công thép không gỉ và hợp kim niken.

Bước 1: Lựa chọn hợp kim kim loại phụ cho quá trình hàn

Khi cả hai kim loại cơ bản giống nhau , hãy sử dụng hợp kim kim loại cơ bản làm kim loại dẫn đường. Ví dụ: nếu nối 316L với 316L, hãy sử dụng kim loại độn 316L. Kinh nghiệm trong quá khứ có thể cho thấy sự ăn mòn xảy ra thường xuyên hơn với mối hàn, trong trường hợp đó, có thể cần phải tăng hàm lượng hợp kim. Cần xem xét cẩn thận về khoảng cách để không gây ra ăn mòn điện.

Đối với hàn mối nối khác nhau (ví dụ; Thép không gỉ với thép cacbon)

Cân nhắc: Có thể xảy ra hỏng hóc do hỗn hợp hợp kim thấp nếu chọn kim loại độn không chính xác hoặc nếu tỷ lệ pha loãng quá cao. Dạng hư hỏng phổ biến nhất là nứt nhưng cũng có thể xảy ra hiện tượng lún mối hàn.

Do đó, lựa chọn hợp kim và kỹ thuật hàn phù hợp là rất quan trọng để có một mối hàn thành công:

• KHÔNG sử dụng điện cực hợp kim thấp để nối hợp kim thấp với thép không gỉ. Mối hàn giòn sẽ là kết quả không mong muốn.
• KHÔNG sử dụng dây phụ bằng thép không gỉ hợp kim thấp hơn để nối hợp kim thấp với thép không gỉ. Mối hàn giòn sẽ dẫn đến hiện tượng này do sự hình thành mactenxit.
• NÊN SỬ DỤNG các loại hợp kim quá mức như loại 309 và 312, được thiết kế đặc biệt cho mục đích này.

Đối với các mối nối không gỉ với không gỉ hoặc niken với niken khác nhau, hãy xem hướng dẫn ghép các vật liệu khác nhau. Nói chung, cách tốt nhất là sử dụng kim loại độn được thiết kế cho hợp kim cao hơn của cả hai. Ví dụ: nếu nối các kim loại cơ bản 304L đến 316L, hãy sử dụng kim loại độn 316L.

Khi nối thép không gỉ với hợp kim cơ bản niken luôn sử dụng kim loại phụ cơ bản niken.

• KHÔNG sử dụng kim loại phụ bằng thép không gỉ để nối thép không gỉ với hợp kim cơ bản niken vì có nguy cơ nứt đường tâm rất cao. Điều này là do sự pha loãng ra khỏi mặt niken của khớp. Niken cao hơn trong cặn mối hàn không gỉ tạo ra sự mất cân bằng trong thành phần làm tăng độ nhạy nứt.

Bước 2: Lựa chọn các thông số hàn cho quy trình hàn

Các thông số hàn nên được chọn để đạt được nhiệt đầu vào càng thấp càng tốt để giảm thiểu sự biến dạng. Sự biến dạng nhiệt có thể đủ cao để kéo dài quá mức vật liệu cơ bản gây ra nứt ứng suất.

Đầu vào nhiệt = (Amps x Volts x 60) / Tốc độ di chuyển. Cường độ dòng điện hoặc điện áp thấp hơn cho nhiệt đầu vào thấp hơn. Tốc độ di chuyển nhanh hơn, chẳng hạn như hạt chuỗi so với dệt, cho nhiệt đầu vào thấp hơn.

Điều chỉnh cường độ dòng điện hoặc điện áp để tối ưu hóa:

• Hồ quang ổn định
• Độ thâm nhập (điện áp thấp hơn có xu hướng cho độ thâm nhập thấp hơn)
• Spatter (sử dụng nguồn cấp dây thấp hơn hoặc điện áp cao hơn)
• Undercut (điện áp cao hơn có xu hướng làm tăng đường cắt. Ngoài ra, giảm tốc độ di chuyển để cho phép vũng hàn nóng chảy lấp đầy đường cắt)
• Pha loãng (độ thâm nhập thấp hơn cho độ pha loãng thấp hơn)

Sử dụng kỹ thuật hàn với độ dài hồ quang ngắn để giảm thiểu việc đốt cháy các nguyên tố hợp kim.

Bước 3: Chuẩn bị khớp đúng cách

Ô NHIỄM

Loại bỏ hoặc loại bỏ tất cả các nguồn ô nhiễm có thể xảy ra bao gồm ăn mòn bởi các sản phẩm: bụi bẩn, dầu, mỡ, cặn, sơn và mực đánh dấu có thể chứa clorua.

Nếu sử dụng chất chống bắn tung tóe, hãy sử dụng những vật liệu được thiết kế đặc biệt cho thép không gỉ. Cẩn thận với các loại dầu trong khí nén nếu được sử dụng để làm mát hoặc làm khô các mối hàn.

Lưu ý rằng việc tẩy dầu mỡ có thể tạo thêm các chất gây ô nhiễm làm ảnh hưởng đến quá trình hàn cũng như tạo ra khí độc nguy hiểm.

Không trộn thép không gỉ và thép cacbon để tránh nhiễm sắt. Các hạt sắt dùng để bắt đầu ăn mòn cục bộ.

ĐỘ ẨM VÀ NHIỆT ĐỘ KIM LOẠI CƠ BẢN

Loại bỏ nước ngưng tụ. Để các mối hàn được bảo quản ngoài trời ấm đến nhiệt độ môi trường xung quanh để tránh ngưng tụ. Kiểm tra sự nhiễm ẩm của khí che chắn.

CẮT BẰNG TIA PLASMA

Kết thúc quá trình mài để làm sạch kim loại, các khớp được chuẩn bị bằng cách cắt plasma hoặc các quy trình sử dụng nitơ hoặc không khí trong plasma. Thấm nitơ cho mối nối có thể gây ra rỉ sét ở vùng ảnh hưởng nhiệt của mối nối đã hoàn thiện.

Sử dụng chất mài mòn không nhiễm bẩn được thiết kế cho thép không gỉ.

PHÂN BIỆT ANTICIPATE

Thép không gỉ có tốc độ giãn nở nhiệt lớn hơn 50% so với thép cacbon. Hợp kim niken giãn nở ở mức độ thấp hơn. Sử dụng dây quấn thường xuyên hoặc bỏ qua quá trình hàn để giảm căng thẳng. Giảm thiểu các kỹ thuật dệt dẫn đến tốc độ di chuyển chậm hơn và nhiệt lượng đầu vào cao hơn. Các hạt chuỗi được mong muốn nhất khi hàn trên thép không gỉ hoặc hợp kim cơ bản niken.

NARROW GAPS

Tránh những khoảng trống hẹp. Khoảng cách chân răng, tối thiểu phải bằng đường kính của điện cực. Điều này đặc biệt quan trọng khi hàn thép không gỉ hai mặt và hợp kim cơ bản niken, có xu hướng có đặc tính chảy mối hàn kém, dẫn đến thiếu nhiệt hạch hoặc cắt xén.

Bước 4: Làm sạch sau hàn

Đây là một bước rất quan trọng. Mục đích của việc làm sạch sau mối hàn là đảm bảo một lớp màng chrome oxit được hình thành thích hợp trên bề mặt để chống ăn mòn tối ưu: lớp hoàn thiện càng mịn thì khả năng chống ăn mòn càng cao. Nhiệt từ quá trình hàn có khả năng làm cạn kiệt crom trên bề mặt và có thể dẫn đến ăn mòn. Để tránh rỉ sét, điều rất quan trọng là phải loại bỏ vùng bị cạn kiệt crom bằng cách làm sạch sau mối hàn bằng hóa chất hoặc cơ học.

Nên sử dụng chổi thép không gỉ và các dụng cụ khác để tránh va chạm với các hạt sắt vào bề mặt sẽ gây rỉ sét.

CÁC PHƯƠNG PHÁP VỆ SINH

ĐÁNH BÓNG ĐIỆN TỬ

Đây là phương pháp tốt nhất nhưng hiệu quả chậm và tốn kém.

ĐÓN

Nitric và Axit flohydric. Cùng với bề mặt nhẵn, phương pháp này mang lại khả năng chống ăn mòn tối ưu và loại bỏ các nhược điểm trên bề mặt. Tránh ngâm quá kỹ dẫn đến bề mặt thô. Lưu ý rằng các sản phẩm phụ ngâm chua phải được trung hòa và xử lý đúng cách, tuân thủ các quy định về môi trường của địa phương. Một mối hàn ngâm đồng thời được thụ động hóa. Các giải pháp tạo bọt không hiệu quả bằng các giải pháp tẩy rửa để loại bỏ ô nhiễm.

MÀI

Khả năng chống ăn mòn phụ thuộc vào độ mịn của bề mặt.

ĐÁNH BÓNG CƠ KHÍ

Hiệu quả gần như đánh bóng điện phân tùy thuộc vào đá mài được sử dụng: bề mặt càng mịn thì khả năng chống ăn mòn càng tốt

BÀN CHẢI

Đây là một phương pháp phù hợp miễn là sử dụng chổi thép không gỉ không bị nhiễm bẩn.

SANDBLASTING

Sử dụng phương tiện không bị nhiễm bẩn. Tránh nổ quá nhiều có thể dẫn đến kết thúc thô.

Cân nhắc đặc biệt đối với hợp kim niken và Superaustenit

Cặn mối hàn sê-ri 300 tiêu chuẩn có chứa một mức ferit giúp ngăn chặn các vết nứt nhỏ. Các vết nứt siêu nhỏ có thể lan truyền thành các vết nứt liên tục thường được quan sát thấy ở trung tâm của mối hàn. Vết nứt vi mô thường là do màng chất lỏng nóng chảy thấp trong ranh giới thớ của mối hàn đông đặc, kết hợp với tốc độ giãn nở nhiệt cao. Ferit phục vụ để cung cấp nhiều diện tích ranh giới hạt hơn, do đó làm loãng lượng giữa các kim loại nóng chảy thấp.

Vì niken và các hợp kim siêu Austenit không chứa ferit nên chúng dễ bị nứt hơn. Để giảm nguy cơ nứt, những điều sau có thể hữu ích:

THIẾT KẾ LIÊN DOANH

Do hàm lượng niken cao hơn, dòng chảy của vũng hàn có xu hướng chậm hơn. Để ngăn ngừa sự thiếu hợp nhất, nên sử dụng các góc nối rộng hơn và các lỗ hở gốc lớn hơn so với thép không gỉ thường được sử dụng.

ĐẦU VÀO NHIỆT

Nhiệt đầu vào càng thấp thì càng ít bị nứt. Sử dụng vật tư tiêu hao có đường kính nhỏ hơn sử dụng dòng điện thấp hơn là có lợi. Thông thường, đầu vào nhiệt tối đa là 25 KJ / inch (1 KJ / mm) được ưu tiên.

BEADSHAPE

Nên tránh đường viền hạt lõm. Hạt hàn phẳng đến hơi lồi được ưu tiên.

NHIỆT ĐỘ INTERPASS

Khi hàn các hợp kim không chứa ferit, nhiệt độ nối thấp hơn được ưu tiên để làm giảm ứng suất nhiệt. Nhiệt độ giữa tối đa là 300 ° F (150 ° C) được khuyến nghị.

Cân nhắc đặc biệt đối với thép không gỉ kép

Hợp kim song công khá khác với thép không gỉ tiêu chuẩn. Chúng chứa khoảng 50% mỗi loại là ferit và austenit. Nếu không được hàn đúng cách, lớp hợp kim này có thể dễ bị hình thành các pha bị tắc hoặc hình thành các kết tủa dễ bị rỗ. Bằng cách nhận biết điều này và thực hiện đúng các quy trình được khuyến nghị, việc chế tạo cơ học tốt và chống ăn mòn có thể dễ dàng hoàn thành.

Exaton cung cấp các hướng dẫn hàn để nối thành công vật liệu cơ bản song công.

Nói chung, các tham số sau đây là bắt buộc phải tuân theo:

THIẾT KẾ LIÊN DOANH

Do tính chất chậm chạp của vật liệu ferit, dòng chảy vũng hàn có xu hướng chậm chạp. Để ngăn ngừa sự thiếu hợp nhất, nên sử dụng các góc nối rộng hơn và lỗ hở gốc lớn hơn so với thép không gỉ thường được sử dụng. Xem Hướng dẫn hàn Exaton để biết thêm thông tin cụ thể.

LỰA CHỌN KHÍ LẮP RÁP VÀ TRỞ LẠI

Do bản chất của vật liệu ferit, dòng chảy vũng hàn là chậm. Điều này có thể được bù đắp bằng cách lựa chọn khí che chắn thích hợp, điều này cũng có thể có lợi cho sự cân bằng giữa austenit và ferit thích hợp. Việc lựa chọn khí hỗ trợ có thể có ảnh hưởng có lợi đến khả năng chống ăn mòn.

Xem Hướng dẫn hàn Exaton để biết thêm thông tin cụ thể.

ĐẦU VÀO NHIỆT

Để đạt được tỷ lệ ferit trên austenit tối ưu, đầu vào nhiệt phải được kiểm soát thích hợp. Phạm vi đầu vào nhiệt được khuyến nghị phụ thuộc vào loại thép không gỉ duplex được chế tạo. Xem Hướng dẫn hàn Exaton để biết thêm thông tin cụ thể.

NHIỆT ĐỘ INTERPASS

Các hợp kim hai mặt có nhiệt độ liên thông cụ thể được khuyến nghị, để ngăn ngừa sự hình thành các pha liên kim loại giòn. Nhiệt độ trung gian thích hợp phụ thuộc vào loại được hàn và độ dày kim loại cơ bản. Xem Hướng dẫn hàn Exaton để biết thêm thông tin cụ thể.

Hàn thép Ferritic

Về bản chất, hợp kim thép không gỉ Ferritic có xu hướng hàn chậm do đặc tính chảy kém của chúng.

Exaton đã phát triển các chất hóa học đặc biệt cho một số loại thép không gỉ ferit để cải thiện tình trạng này. Liên hệ với Exaton để biết thêm thông tin.

Lớp phủ hàn

Đối với nhiều ứng dụng công nghiệp, cần có áp suất tương đối cao phù hợp với các mã bình chịu áp lực khác nhau như ASME. Đồng thời, cần có biện pháp chống ăn mòn để kéo dài tuổi thọ của bình.

Một giải pháp phổ biến là chế tạo tàu bằng thép hợp kim thấp, có độ bền cao và hàn bọc thùng bằng các vật liệu hợp kim cao hơn khác nhau, sử dụng các quy trình khác nhau. Các quy trình phổ biến được sử dụng có thể là MIG, TIG, SMAW và SAW sử dụng dây trần hoặc kết hợp dây và từ thông. Trong vài thập kỷ qua, việc sử dụng Điện cực Dải ngày càng trở nên phổ biến hơn trong quá trình hồ quang chìm hoặc quá trình điện cực.

ESAB đã phát triển một dòng rộng rãi của dây, dải và chất trợ dung có thể đạt được lớp phủ mối hàn hoàn toàn bằng hợp kim chỉ trong một lớp với tốc độ lắng đọng vượt quá 90 lb / giờ (40 kg / giờ).

Nói chung, cần phải phủ lớp đầu tiên với vật liệu hàn hợp kim quá mức để đạt được sự lắng đọng về mặt cơ học của mối hàn. Các lớp tiếp theo có thể đạt được bằng cách sử dụng kim loại độn với hóa chất lắng đọng cuối cùng mong muốn.

Nguồn: ESABNA