Fyra typer av rostfritt stål och legeringselementens roll:
Rostfritt stål kan klassificeras i fyra huvudtyper: austenitiskt, martensitiskt, ferritiskt och duplext rostfritt stål (tabell 1). Denna klassificering baseras på mikrostrukturen hos rostfritt stål vid rumstemperatur. När lågkolstål värms upp till 1550 °C ändras dess mikrostruktur från rumstemperaturferrit till austenit. Vid kylning återgår mikrostrukturen till ferrit. Austenit, som existerar vid höga temperaturer, är icke-magnetisk och har generellt lägre hållfasthet men bättre duktilitet jämfört med rumstemperaturferrit.
När kromhalten (Cr) i stål överstiger 16 % fixeras mikrostrukturen i rumstemperatur i ferritfasen, vilket bibehåller ferriten vid alla temperaturintervall. Denna typ kallas ferritiskt rostfritt stål. När både kromhalten (Cr) är över 17 % och nickelhalten (Ni) är över 7 % blir austenitfasen stabil och bibehåller austeniten från låga temperaturer upp till smältpunkten.
Austenitiskt rostfritt stål kallas vanligtvis för "Cr-N"-typ, medan martensitiska och ferritiska rostfria stål direkt kallas för "Cr"-typ. Element i rostfritt stål och tillsatsmaterial kan kategoriseras i austenitbildande element och ferritbildande element. De primära austenitbildande elementen inkluderar Ni, C, Mn och N, medan de primära ferritbildande elementen inkluderar Cr, Si, Mo och Nb. Genom att justera innehållet av dessa element kan man styra andelen ferrit i svetsfogen.
Austenitiskt rostfritt stål, särskilt när det innehåller mindre än 5 % kväve (N), är lättare att svetsa och erbjuder bättre svetskvalitet jämfört med rostfritt stål med lägre kvävehalt. Svetsfogar i austenitiskt rostfritt stål uppvisar god hållfasthet och duktilitet, vilket ofta eliminerar behovet av värmebehandling före och efter svetsning. Inom svetsning av rostfritt stål står austenitiskt rostfritt stål för 80 % av all användning av rostfritt stål, vilket gör det till huvudfokus för denna artikel.
Hur man väljer rättsvetsning av rostfritt stålförbrukningsartiklar, ledningar och elektroder?
Om grundmaterialet är detsamma är den första regeln att "matcha grundmaterialet". Om till exempel kol ansluts till rostfritt stål 310 eller 316, välj motsvarande kolmaterial. Vid svetsning av olika material, följ riktlinjen att välja ett basmaterial som matchar en hög legeringsämneshalt. Vid till exempel svetsning av rostfritt stål 304 och 316, välj svetsförbrukningsmaterial av typ 316. Det finns dock också många specialfall där principen om "matchning av basmetallen" inte följs. I detta scenario är det lämpligt att "se urvalstabellen för svetsförbrukningsmaterial". Till exempel är rostfritt stål av typ 304 det vanligaste basmaterialet, men det finns ingen svetstråd av typ 304.
Om svetsmaterialet behöver matcha basmetallen, hur väljer man svetsmaterial för att svetsa 304 rostfritt ståltråd och elektrod?
Vid svetsning av 304 rostfritt stål, använd svetsmaterial av typ 308 eftersom de extra elementen i 308 rostfritt stål bättre kan stabilisera svetsområdet. 308L är också ett acceptabelt val. L indikerar låg kolhalt, 3XXL rostfritt stål indikerar en kolhalt på 0,03 %, medan standard 3XX rostfritt stål kan innehålla upp till 0,08 % kolhalt. Eftersom L-typ svetsmaterial tillhör samma klassificering som icke-L-typ svetsmaterial, bör tillverkare överväga att använda L-typ svetsmaterial separat eftersom dess låga kolhalt kan minska tendensen till interkristallin korrosion. Författaren tror faktiskt att om tillverkare vill uppgradera sina produkter kommer L-formade gula material att användas i större utsträckning. Tillverkare som använder GMAW-svetsmetoder överväger också att använda 3XXSi rostfritt stål eftersom SI kan förbättra vätning och läckage hos delar. I de fall där kolstycket har en högre topp eller där svetsbassängens anslutning är dålig vid svetstån på den vinkelformade långsamma sömmen eller överlappsvetsen, kan användningen av gasskyddad svetstråd innehållande S fukta kolsömmen och förbättra avsättningshastigheten.
Publiceringstid: 26 sep-2023