Fire typer rustfritt stål og legeringselementenes rolle:
Rustfritt stål kan klassifiseres i fire hovedtyper: austenittisk, martensittisk, ferritisk og dupleks rustfritt stål (tabell 1). Denne klassifiseringen er basert på mikrostrukturen til rustfritt stål ved romtemperatur. Når lavkarbonstål varmes opp til 1550 °C, endres mikrostrukturen fra romtemperaturferritt til austenitt. Ved avkjøling går mikrostrukturen tilbake til ferritt. Austenitt, som eksisterer ved høye temperaturer, er ikke-magnetisk og har generelt lavere styrke, men bedre duktilitet sammenlignet med romtemperaturferritt.
Når krominnholdet (Cr) i stål overstiger 16 %, blir mikrostrukturen i romtemperatur fiksert i ferrittfasen, og opprettholder ferritten ved alle temperaturområder. Denne typen kalles ferritisk rustfritt stål. Når både krominnholdet (Cr) er over 17 % og nikkelinnholdet (Ni) er over 7 %, blir austenittfasen stabil, og opprettholder austenitten fra lave temperaturer opp til smeltepunktet.
Austenittisk rustfritt stål blir vanligvis referert til som «Cr-N»-typen, mens martensittisk og ferritisk rustfritt stål direkte kalles «Cr»-typen. Elementer i rustfritt stål og fyllmaterialer kan kategoriseres i austenittdannende elementer og ferrittdannende elementer. De primære austenittdannende elementene inkluderer Ni, C, Mn og N, mens de primære ferrittdannende elementene inkluderer Cr, Si, Mo og Nb. Justering av innholdet av disse elementene kan kontrollere andelen ferritt i sveiseskjøten.
Austenittisk rustfritt stål, spesielt når det inneholder mindre enn 5 % nitrogen (N), er lettere å sveise og gir bedre sveisekvalitet sammenlignet med rustfritt stål med lavere N-innhold. Sveisefuger i austenittisk rustfritt stål har god styrke og duktilitet, noe som ofte eliminerer behovet for varmebehandling før og etter sveising. Innen sveising av rustfritt stål står austenittisk rustfritt stål for 80 % av all bruk av rustfritt stål, noe som gjør det til hovedfokuset for denne artikkelen.
Hvordan velge riktigsveising av rustfritt stålforbruksvarer, ledninger og elektroder?
Hvis grunnmaterialet er det samme, er den første regelen å «matche grunnmaterialet». Hvis for eksempel kull er koblet til rustfritt stål 310 eller 316, velg det tilsvarende kullmaterialet. Når du sveiser forskjellige materialer, følg retningslinjen for å velge et grunnmateriale som har et høyt innhold av legeringselementer. Når du for eksempel sveiser rustfritt stål 304 og 316, velg sveisetilsatsmaterialer av typen 316. Det finnes imidlertid også mange spesielle tilfeller der prinsippet om «matching av grunnmetallet» ikke følges. I dette scenariet er det lurt å «se utvalgstabellen for sveisetilsatsmaterialer». For eksempel er rustfritt stål av typen 304 det vanligste grunnmaterialet, men det finnes ingen sveisetråd av typen 304.
Hvis sveisematerialet må matche grunnmetallet, hvordan velger man sveisemateriale for å sveise 304 rustfritt ståltråd og elektrode?
Når du sveiser 304 rustfritt stål, bruk sveisetilsatsmaterialer av type 308 fordi de ekstra elementene i 308 rustfritt stål bedre kan stabilisere sveiseområdet. 308L er også et akseptabelt valg. L indikerer lavt karboninnhold, 3XXL rustfritt stål indikerer et karboninnhold på 0,03 %, mens standard 3XX rustfritt stål kan inneholde opptil 0,08 % karboninnhold. Siden L-type sveisetilsatsmaterialer tilhører samme klassifiseringstype som ikke-L-type sveisetilsatsmaterialer, bør produsenter vurdere å bruke L-type sveisetilsatsmaterialer separat fordi det lave karboninnholdet kan redusere tendensen til intergranulær korrosjon. Forfatteren mener faktisk at hvis produsenter ønsker å oppgradere produktene sine, vil L-formede gule materialer bli mer utbredt. Produsenter som bruker GMAW-sveisemetoder vurderer også å bruke 3XXSi-type rustfritt stål fordi SI kan forbedre fukting og lekkasje av deler. I tilfeller der kullstykket har en høyere topp eller sveisebadforbindelsen er dårlig ved sveisetåen på den vinklede langsomme sømmen eller overlappsveisen, kan bruk av gassbeskyttet sveisetråd som inneholder S fukte kullsømmen og forbedre avsetningshastigheten.
Publisert: 26. september 2023