Proces și precauții de sudare duplex din oțel inoxidabil 2205
Caracteristici structurale: Austenita și ferita din soluția solidă din seră reprezintă aproximativ jumătate din fiecare și au caracteristici structurale în două faze. Păstrează un număr scăzut de conductori, rezistență la zâmbituri, fisuri și caracteristicile de coroziune sub tensiune ale oțelului inoxidabil feritic. Are avantajele unei tenacități bune, temperaturi scăzute de tranziție fragile, rezistență la coroziune intergranulară, proprietăți mecanice bune și sudabilitate.
Limita de curgere și rezistența la coroziune la stres a oțelului inoxidabil duplex este aproape de două ori mai mare decât a oțelului inoxidabil austenitic, ceea ce poate economisi materiale sub același nivel de presiune. Coeficientul de dilatare liniar al oțelului inoxidabil austenitic este mai mic decât cel al oțelului inoxidabil austenitic și apropiat de cel al oțelului cu conținut scăzut de carbon. Facerea conexiunii dintre oțelul inoxidabil duplex și oțelul carbon mai potrivită are o importanță inginerească importantă. Atât forjarea, cât și ștanțarea la rece sunt inferioare oțelului inoxidabil austenitic.
Sudabilitate: Oțelul inoxidabil duplex 2205 are o sudabilitate bună și are o sensibilitate scăzută la fisurile la rece și la cald în timpul sudării. De obicei, nu există preîncălzire înainte de sudare și nici tratament termic după sudare. Datorită conținutului ridicat de azot, tendința feritei monofazate în zona afectată de căldură este mică. Când materialele de sudură sunt selectate corespunzător și energia liniei de sudare este controlată în acest moment, aceasta are o performanță generală bună.
Crăpare la cald: Sensibilitatea la cracare la cald este mult mai mică decât cea a oțelului inoxidabil austenitic. Acest lucru se datorează faptului că conținutul de nichel nu este mare, impuritățile care formează cu ușurință eutectici cu punct de topire scăzut sunt foarte scăzute, iar filmul lichid cu punct de topire scăzut nu este ușor de format. În plus, nu există pericolul creșterii rapide a boabelor la temperaturi ridicate.
Fragilarea zonei afectate de căldură: principala problemă a sudării duplex din oțel inoxidabil nu este sudarea, ci zona afectată de căldură. Deoarece zona afectată de căldură se află într-o stare de neechilibru de răcire rapidă sub acțiunea ciclurilor de căldură de sudare, mai multă ferită este întotdeauna reținută după răcire, ceea ce crește tendința de coroziune și susceptibilitatea la fisurare (friabilitate) indusă de hidrogen.
Metalurgia sudării: În timpul procesului de sudare a oțelului inoxidabil duplex, au loc o serie de modificări în microstructura metalului de sudură și a zonei afectate de căldură sub acțiunea ciclurilor termice. La temperaturi ridicate, structura metalografică a oțelului inoxidabil duplex este ferită, iar austenita precipită în timpul răcirii. Cantitatea de precipitații de austenită este afectată de mulți factori.
Proprietățile mecanice și rezistența la coroziune ale îmbinărilor sudate duplex din oțel inoxidabil depind de menținerea raportului adecvat al îmbinărilor sudate. Prin urmare, sudarea se învârte în jurul modului de a asigura o structură cu două fețe. Când cantitatea de ferită și austenită este aproape de 50%, performanța este bună și proprietățile materialelor de bază sunt apropiate unele de altele. Schimbarea acestei relații va reduce rezistența la coroziune și proprietățile mecanice ale îmbinărilor sudate duplex din oțel inoxidabil. Conținutul optim de ferită al oțelului inoxidabil 2205 duplex este de 45%. Când conținutul de ferită este mai mic de 25%, rezistența și capacitatea de fisurare prin coroziune scade. Conținutul în exces de ferită mai mare de 75% va afecta, de asemenea, rezistența la coroziune și va reduce rezistența la impact. .
Factori de comparație: Echilibrul de ferită și austenită în îmbinările sudate nu este afectat doar de conținutul de elemente de aliaj din oțel, ci și de metalul de adaos, ciclul termic de sudare și gazul de protecție.
Influența elementelor de aliere: Conform cercetărilor și unui număr mare de experimente, se constată că azotul, materialul de bază, este foarte important. Azotul joacă un rol important în asigurarea unei formări suficiente de austenită în metalul de sudură și în zona afectată de căldură după sudare. Azotul (cum ar fi nichelul) formează valori austenite și extinde elementele austenite, dar capacitatea azotului este, de asemenea, mai mare decât cea a nichelului, ceea ce poate preveni apariția fazelor simple după sudare și poate preveni precipitarea fazelor metalice dăunătoare. Datorită influenței ciclului termic de sudare, atunci când compoziția sudurii autogene sau a metalului de umplutură este aceeași cu cea a metalului de bază, conținutul de ferită al metalului de sudare crește brusc și chiar apare o structură de ferită pură. Pentru a suprima creșterea excesivă a feritei în sudură, metalul de sudare cu austenită principală este tendința de sudare a oțelului inoxidabil duplex. De obicei, cele două metode sunt adăugarea de nichel sau azot la materialul de sudare. De obicei, conținutul de nichel este cu 2% până la 4% mai mare decât metalul de bază, de exemplu, metalul de umplutură 2205 are un conținut de nichel de până la 8% până la 10%. Raportul de lipit care conține azot poate îmbunătăți doar efectul lipirii cu nichel, dar adăugarea de azot nu poate doar să întârzie precipitarea între metale, ci și să îmbunătățească rezistența și rezistența la coroziune a metalului de sudură. În prezent, materialele de umplere se bazează de obicei pe adăugarea de nichel și apoi adăugarea de azot cu același conținut de metal de bază.
Pentru oțel inoxidabil duplex 2205, sârma de sudură Sandvik 22.8.3L (ER2209) este utilizată pentru sudarea TIG, iar tija de sudură Avesta 2205AC/DC este utilizată pentru sudarea TIG pentru a îndeplini cerințele materialelor de sudură. Aceste caracteristici ale oțelului inoxidabil duplex 2205 și ale materialelor de sudură pe elementele din aliaj oferă o anumită gamă pentru selectarea parametrilor procesului de sudare, adică energia liniei de sudare, care este foarte benefică pentru sudare.
Ciclul termic: Cea mai mare caracteristică a sudării duplex din oțel inoxidabil este că ciclul termic de sudare are un impact asupra structurii îmbinării sudate. Fie că este vorba de cusătura de sudură sau de zona stea de film fierbinte, va avea loc schimbarea de fază, ceea ce are un impact mare asupra performanței îmbinării sudate. Prin urmare, sudarea cu mai multe straturi și cu mai multe treceri este benefică. Sudurile ulterioare au un efect de tratament termic asupra sudurii anterioare. Ferita din metalul de sudură este transformată în continuare în austenită, iar austenita din zona afectată de căldură adiacentă sudurii este, de asemenea, crescută. Faza în vrac este, de asemenea, crescută, ceea ce poate rafina boabele de ferită și poate reduce precipitarea carburilor și nitrurilor din cristale și cereale. limite, îmbunătățind astfel semnificativ structura și performanța întregii îmbinări sudate. Datorită influenței ciclului termic de sudare, cordonele de sudură în contact cu mediul trebuie sudate cu oțel inoxidabil duplex, ceea ce este opus cerințelor pentru secvența de sudare a oțelului inoxidabil austenitic.
Influența parametrilor procesului: Numărul de procese de sudare, adică energia liniei de sudare, joacă, de asemenea, un rol cheie în echilibrul microstructurii bifazate. Deoarece oțelul inoxidabil duplex are 100% ferită la temperaturi ridicate, dacă energia liniei este prea mică Dacă viteza de răcire a zonei afectate de căldură este prea rapidă, ferită excesivă precipitată din austenită va continua să existe sub condiţiile de suprarăcire ale serei. Dacă energia liniei este prea mare și viteza de răcire este prea lentă, deși se poate obține o cantitate suficientă de austenită, aceasta va duce, de asemenea, la creșterea granulelor de ferită în zona afectată de căldură și la precipitarea fazelor metalice dăunătoare egale cu 0, rezultând fragilizarea articulațiilor. . Pentru a evita situația de mai sus, cele mai bune măsuri sunt controlul energiei de sudare și a temperaturii între treceri și utilizarea metalului de umplutură.
Influența gazului de protecție: în timpul sudării cu arc de tungsten, 2% azot poate fi adăugat în gazul argon pentru a preveni pierderea de azot pe suprafața sudurii din cauza difuziei, ceea ce este benefic pentru echilibrul dintre ferită și austenită.
