طريقة اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ المرتنزي والفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

1. ما هي الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيت و دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ?

البنية المجهرية مارتينسيتية في درجة حرارة الغرفة ، ويمكن تعديل خواصها الميكانيكية عن طريق المعالجة الحرارية. من منظور الشخص العادي ، إنه نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب. تشمل درجات الفولاذ التي تنتمي إلى الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيتي 1Cr13 ، 2Cr13 ، 3Cr13 ، 4Cr13 ، 3Cr13Mo ، 1Cr17Ni2 ، 2Cr13Ni2 ، 9Cr18 ، 9Cr18MoV ، إلخ.

2. طرق اللحام شائعة الاستخدام

يمكن لحام الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ باستخدام طرق اللحام القوسي المختلفة. في الوقت الحاضر ، لا يزال اللحام بالقوس الكهربائي هو الطريقة الرئيسية ، ولكن استخدام اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون أو اللحام المحمي بالغاز المختلط بالأرجون وثاني أكسيد الكربون يمكن أن يقلل بشكل كبير من محتوى الهيدروجين في اللحام ، وبالتالي تقليل حساسية اللحام إلى تكسير بارد.

3. مواد اللحام الشائعة

(1) أقطاب كهربائية وأسلاك من الصلب المقاوم للصدأ Martensitic Cr13

عادةً ، عندما يكون للحام متطلبات قوة عالية ، فإن استخدام قطب كهربائي وسلك من الفولاذ المقاوم للصدأ Cr13 يمكن أن يجعل التركيب الكيميائي لمعدن اللحام مشابهًا لتركيب المعدن الأساسي ، لكن اللحام لديه ميل أكبر للتصدع البارد.

الاحتياطات:

أ. يلزم التسخين المسبق قبل اللحام ، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة التسخين المسبق 450 درجة مئوية لمنع التقصف عند 475 درجة مئوية. بعد اللحام ، تتم المعالجة الحرارية. المعالجة الحرارية بعد اللحام هي التبريد إلى 150-200 درجة مئوية ، والحفاظ عليها دافئة لمدة ساعتين بحيث يتم تحويل جميع أجزاء الأوستينيت إلى مارتينسيت ، ثم إجراء درجة حرارة عالية على الفور ، وتسخين حتى 2-730 درجة مئوية. ، ثم يكون وقت الانتظار هو كل سمك لوحة 790 مم 1 دقائق ، ولكن ليس أقل من ساعتين ، وأخيراً يتم تبريده بالهواء.

ب. من أجل منع التشققات ، يجب أن يكون محتوى S و P في الأقطاب الكهربائية والأسلاك أقل من 0.015٪ ، ويجب ألا يزيد محتوى Si عن 0.3٪. تعزز الزيادة في محتوى Si من تكوين الفريت الأولي الخشن ، مما يؤدي إلى انخفاض ليونة المفصل. يجب أن يكون محتوى الكربون بشكل عام أقل من محتوى المعدن الأساسي ، مما قد يقلل من الصلابة.

(2) أقطاب وأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي Cr-Ni

يتميز معدن اللحام من نوع الفولاذ الأوستنيتي Cr-Ni بمرونة جيدة ، والتي يمكن أن تخفف الضغط الناتج أثناء التحول المارتينسيتي في المنطقة المتأثرة بالحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن لحام الفولاذ الأوستنيتي Cr-Ni لديه قابلية عالية للذوبان في الهيدروجين ، مما يقلل من انتشار الهيدروجين من معدن اللحام إلى المنطقة المتأثرة بالحرارة ويمنع التشققات الباردة بشكل فعال ، لذلك لا يلزم التسخين المسبق. ومع ذلك ، فإن قوة اللحام منخفضة ولا يمكن تحسينها بالمعالجة الحرارية بعد اللحام.

4. مشاكل اللحام الشائعة

(1) لحام الكراك البارد

نظرًا لمحتوى الكروم العالي من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي ، فقد تم تحسين صلابته بشكل كبير. بغض النظر عن الحالة الأصلية قبل اللحام ، سينتج اللحام دائمًا بنية مارتينسيت في المنطقة القريبة من خط اللحام. مع زيادة ميل التصلب ، يكون المفصل أيضًا أكثر حساسية للتكسير البارد ، خاصةً في وجود الهيدروجين ، كما أن الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي سينتج أيضًا تكسيرًا متأخرًا ناتجًا عن الهيدروجين أكثر خطورة.

يقيس:

1) يمكن إبطاء معدل التبريد باستخدام تيار لحام مع طاقة خط كبير وتيار لحام كبير ؛

2) بالنسبة لأنواع الصلب المختلفة ، تختلف درجة الحرارة بين الطبقات ، وعمومًا لا تقل عن درجة حرارة التسخين المسبق ؛

3) تبرد ببطء إلى 150-200 درجة مئوية بعد اللحام ، وقم بإجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام للتخلص من إجهاد اللحام المتبقي ، وإزالة الهيدروجين المنتشر في المفصل ، وتحسين هيكل وأداء المفصل.

(2) التقصف في المنطقة المتأثرة بالحرارة

الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ ، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنزيتي مع عناصر تشكيل الفريت العالي ، لديه ميل أكبر لنمو الحبوب. عندما يكون معدل التبريد صغيرًا ، يتم إنتاج الفريت الخشن والكربيدات بسهولة في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة ؛ عندما يكون معدل التبريد مرتفعًا ، ستصلب المنطقة المتأثرة بالحرارة وتشكل مارتينسيت خشنًا. تقلل هذه الهياكل الخشنة من اللدونة والمتانة للمنطقة الملحومة المتأثرة بالحرارة من الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيت وتسبب التقصف.

يقيس:

1) التحكم في معدل تبريد معقول ؛

2) اختر درجة حرارة التسخين المسبق بشكل معقول ، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة التسخين المسبق 450 درجة مئوية ، وإلا فقد تتشقق الوصلات عند 475 درجة مئوية إذا تعرضت لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة ؛

3) اختيار معقول لمواد اللحام لضبط تركيبة اللحام لتجنب تولد حديدي خشن في اللحام قدر الإمكان.

5. عملية اللحام

1) التسخين المسبق قبل اللحام

التسخين المسبق قبل اللحام هو الإجراء التكنولوجي الرئيسي لمنع التشققات الباردة. عندما يكون جزء الكتلة من C هو 0.1٪ ~ 0.2٪ ، تكون درجة حرارة التسخين المسبق 200 ~ 260 ° C ، ويمكن تسخينها مسبقًا إلى 400 ~ 450 ° C للحامات عالية الصلابة.

2) التبريد بعد اللحام

بعد اللحام ، لا ينبغي تلطيف اللحام مباشرة من درجة حرارة اللحام ، لأن الأوستينيت قد لا يتحول بالكامل أثناء عملية اللحام. إذا تم رفع درجة الحرارة وخففتها مباشرة بعد اللحام ، فسوف تترسب الكربيدات على طول حدود حبيبات الأوستينيت وينتج تحويل الأوستينيت إلى البرليت بنية خشنة الحبيبات تقلل بشكل خطير من المتانة. لذلك ، يجب تبريد اللحام قبل التقسية ، بحيث يتحلل الأوستينيت الموجود في منطقة اللحام والحرارة بشكل أساسي. بالنسبة لعمليات اللحام ذات الصلابة المنخفضة ، يمكن تبريدها إلى درجة حرارة الغرفة ثم تلطيفها ؛ بالنسبة لعمليات اللحام ذات السماكة الكبيرة ، يلزم إجراء عملية أكثر تعقيدًا ؛ بعد اللحام ، تبرد إلى 100-150 درجة مئوية ، ودفئها لمدة 0.5-1 ساعة ، ثم تسخينها إلى درجة حرارة معتدلة.

3) المعالجة الحرارية بعد اللحام

والغرض من ذلك هو تقليل صلابة منطقة اللحام والحرارة ، وتحسين اللدونة والمتانة ، وتقليل إجهاد اللحام المتبقي في نفس الوقت. تنقسم المعالجة الحرارية بعد اللحام إلى تقسية وتليين كامل. درجة حرارة التقسية هي 650-750 درجة مئوية ، واستمر لمدة ساعة واحدة ، وهواء بارد ؛ إذا كان اللحام يحتاج إلى تشكيله بعد اللحام ، من أجل الحصول على أقل صلابة ، يمكن استخدام التلدين الكامل. درجة حرارة التلدين هي 1-830 درجة مئوية ، والحفاظ على الحرارة لمدة ساعتين. ثم يبرد بالهواء.

4) اختيار قضيب اللحام

تنقسم أقطاب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي إلى فئتين: أقطاب الكروم والنيكل والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. إلكترودات الكروم المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ شائعة الاستخدام هي E1-13-16 (G202) و E1-13-15 (G207) ؛ الأقطاب الكهربائية من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الكروم والنيكل شائعة الاستخدام هي E0-19-10-16 (A102) ، E0-19-10-15 (A107) ، E0-18-12Mo2-16 (A202) ، E0-18-12Mo2-15 (A207) ، إلخ.

لحام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

1. قابلية اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

قابلية اللحام دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ يجمع بين مزايا الفولاذ الأوستنيتي والفولاذ الحديدي ويقلل من أوجه القصور الخاصة بهما.

(1) حساسية الشقوق الساخنة أقل بكثير من حساسية الفولاذ الأوستنيتي ؛

(2) حساسية الشقوق الباردة أقل بكثير من حساسية الفولاذ منخفض القوة العام ؛

(3) بعد تبريد المنطقة المتأثرة بالحرارة ، يتم الاحتفاظ دائمًا بمزيد من الفريت ، مما يزيد من قابلية التآكل والقابلية للتكسير الناجم عن الهيدروجين (الهشاشة) ؛

(4) قد تؤدي الوصلات الملحومة المزدوجة من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى التقصف على مراحل. المرحلة هي مركب بين المعادن من Cr و Fe. تتراوح درجة حرارة تكوينه من 600 إلى 1000 درجة مئوية. أنواع الفولاذ المختلفة لها درجات حرارة مختلفة لتشكيل المرحلة δ ؛

(5) يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين على 50٪ من الفريت ، والذي له أيضًا هشاشة عند 475 درجة مئوية ، ولكنه ليس حساسًا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ؛

2. اختيار طريقة اللحام

لحام TIG هو الخيار الأول لـ لحام فولاذي مزدوج، تليها لحام القوس الكهربائي. عند استخدام اللحام بالقوس المغمور ، يجب التحكم بدقة في إدخال الحرارة ودرجة حرارة الطبقة البينية ، ويجب تجنب معدلات التخفيف الكبيرة.

ملاحظة:

عند استخدام لحام TIG ، يُنصح بإضافة 1-2٪ نيتروجين إلى غاز التدريع (إذا تجاوز N 2٪ ، فإنه سيزيد من ميل المسام ويكون القوس غير مستقر) ، بحيث يمتص معدن اللحام النيتروجين (لمنع مساحة سطح اللحام من فقدان النيتروجين المنتشر) ، مما يساعد على استقرار مرحلة الأوستينيت في الوصلة الملحومة.

3. اختيار المواد الاستهلاكية لحام

يتم اختيار مستهلكات اللحام ذات العناصر المكونة للأوستنيت الأعلى (Ni ، N ، إلخ) لتعزيز تحويل الفريت إلى الأوستينيت في اللحام.

يستخدم الفولاذ 2205 في الغالب قضيب أو سلك لحام 22.8.3 لتر ، ويستخدم الفولاذ 2507 في الغالب سلك لحام 25.10.4 لتر أو قضيب لحام 25.10.4R.

4. نقاط اللحام

(1) التحكم في عملية اللحام الحرارية ، ستؤثر طاقة اللحام الحرارية ودرجة حرارة الطبقة البينية والتسخين المسبق وسمك المادة على معدل التبريد أثناء اللحام ، مما يؤثر على هيكل وأداء منطقة اللحام والحرارة. من أجل الحصول على أفضل خصائص لحام المعادن ، يوصى بالتحكم في درجة حرارة الممر القصوى عند 100 درجة مئوية. عندما تكون المعالجة الحرارية مطلوبة بعد اللحام ، قد لا تكون درجة حرارة الممر محدودة.

(2) المعالجة الحرارية بعد اللحام من الأفضل عدم القيام بذلك الفولاذ المقاوم للصدأ مزدوج المعالجة بالحرارة بعد اللحام. عندما تكون المعالجة الحرارية مطلوبة بعد اللحام ، فإن طريقة المعالجة الحرارية المستخدمة هي التبريد بالماء. أثناء المعالجة الحرارية ، يجب أن يكون التسخين سريعًا قدر الإمكان ، ووقت الانتظار في درجة حرارة المعالجة الحرارية من 5 إلى 30 دقيقة ، وهو ما يجب أن يكون كافيًا لاستعادة توازن المرحلة. تعتبر أكسدة المعادن خطيرة جدًا أثناء المعالجة الحرارية ، ويجب مراعاة حماية الغاز الخامل.