Μπορείς να συγκολλήσεις το 2205 με το 316;

Το ερώτημα αν μπορείτε να συγκολλήσετε διαφορετικούς ανοξείδωτους χάλυβες, ειδικότερα κλάση 2205 διπλό ανοξείδωτο χάλυβα με κλάση 316 austenitic ανοξείδωτο χάλυβα,είναι κοινό στην κατασκευή και την μηχανικήΗ σύντομη απάντηση είναι:Ναι, είναι δυνατόν να συγκολλήσει 2205 έως 316, αλλά απαιτεί προσεκτική εξέταση των διαφόρων ιδιοτήτων των υλικών, των πιθανών προκλήσεων,και την επιλογή κατάλληλων διαδικασιών συγκόλλησης και καταναλωτικών υλικών για τη διασφάλιση ενός υγιούς και ανθεκτικού στη διάβρωση αρθρώματος.

Η κατανόηση των θεμελιωδών διαφορών μεταξύ αυτών των δύο ειδών ανοξείδωτου χάλυβα είναι ζωτικής σημασίας πριν από την προσπάθεια μιας τέτοιας συγκόλλησης.Η κλάση 316 είναι ένα austenitic ανοξείδωτο χάλυβα που περιέχει μολυβδένιο και είναι γνωστό για την εξαιρετική αντοχή του στη διάβρωσηΗ μικροδομή του αποτελείται κυρίως από αυστενίτη,μια κύβικη κρυστάλλινη δομή με κέντρο το πρόσωπο που συμβάλλει στην ευελιξία και τη διαμόρφωσή της.

Η κλάση 2205, από την άλλη πλευρά, είναι ένα διπλό ανοξείδωτο χάλυβα,που σημαίνει ότι η μικροδομή του είναι ένα μείγμα περίπου ίσων αναλογιών αυστενίτη και φερρίτη (μια κύβικη κρυσταλλική δομή με κέντρο το σώμα)Αυτή η διφοριακή δομή δίνει στο 2205 ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι του 316 όσον αφορά την αντοχή (περίπου διπλάσια από την αντοχή της απόδοσης), την αντοχή στην διάσπαση από διάταξη διάβρωσης (SCC),και διάβρωση από λάκκους και ρωγμές, διατηρώντας ταυτόχρονα καλή συγκολλητικότητα, αν και γενικά απαιτούν περισσότερες ελεγχόμενες παραμέτρους συγκόλλησης από τις αυστενιτικές ποιότητες.

Κατά την συγκόλληση διαφορετικών μετάλλων, όπως 2205 και 316, οι διαφορές στη χημική τους σύνθεση και στις φυσικές τους ιδιότητες μπορούν να οδηγήσουν σε πολλά πιθανά προβλήματα εάν δεν αντιμετωπιστούν σωστά.Οι προκλήσεις αυτές αφορούν κυρίως:

1. Σχηματισμός ανεπιθύμητων διαμεταλλικών φάσεων:Τα διπλό ανοξείδωτα χάλυβα όπως το 2205 είναι ευάλωτα στο σχηματισμό εύθραυστων διαμεταλλικών φάσεων, όπως η φάση sigma, η φάση chi και η φάση Laves,εάν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες για παρατεταμένες περιόδουςΕνώ αυτό είναι πιο ανησυχητικό κατά τη συγκόλληση από διπλό σε διπλό, η συγκόλληση με διπλό είναι πιο σημαντική όταν η θερμοκρασία είναι μεταξύ 650 και 950 °C.η θερμική εισροή κατά τη διάρκεια της διαφορετικής συγκόλλησης μπορεί ακόμα να προωθήσει το σχηματισμό τους στην 2205 θερμότητα επηρεασμένη ζώνη (HAZ) αν δεν ελέγχεται προσεκτικά.

2Διαφορετική θερμική επέκταση:Το 2205 και το 316 έχουν ελαφρώς διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής.που ενδεχομένως οδηγεί σε στρέβλωση, ραγισμός ή μειωμένη διάρκεια κόπωσης, ειδικά σε παχύτερα τμήματα ή περιορισμένες ενώσεις.

3Περιεκτικότητα σε φερρίτη στο συγκολλημένο μέταλλο:Η επίτευξη της ορθής ισορροπίας φερρίτη-αυστενίτη στο μέταλλο συγκόλλησης είναι ζωτικής σημασίας για τη βέλτιστη αντοχή στην αντοχή και τη διάβρωση σε διπλό ατσάλι.Κατά τη συγκόλληση 2205 έως 316 με χρήση τυποποιημένων austenitic γεμιστικών μετάλλων, το αποθέμα συγκόλλησης που θα προκύψει θα έχει πιθανότατα μια κατά κύριο λόγο αυστενιτική δομή με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε φερρίτη από την επιθυμητή για βέλτιστες επιδόσεις,ενδεχομένως να θέσει σε κίνδυνο την αντοχή και την αντίσταση SCC της άρθρωσηςΕιδικά στην πλευρά 2205.

4Αντίσταση στη διάβρωση:Ενώ και τα δύο υλικά προσφέρουν καλή αντοχή στη διάβρωση, οι ειδικοί μηχανισμοί αντοχής και οι επιδόσεις τους σε ορισμένα περιβάλλοντα διαφέρουν.Το μέταλλο συγκόλλησης και το HAZ και των δύο υλικών πρέπει να διατηρούν επαρκή αντοχή στη διάβρωση για να αποφεύγονται προτιμησιακές επιθέσεις στο ή κοντά στο συγκόλλημαΗ αραίωση του συγκολλημένου μετάλλου με τα βασικά υλικά μπορεί να επηρεάσει την αντοχή του στη διάβρωση.

Για την επιτυχή συγκόλληση 2205 έως 316, πρέπει να ληφθούν προσεκτικά υπόψη οι ακόλουθες πτυχές:

1Επιλογή διαδικασίας συγκόλλησης:Διάφορες διαδικασίες συγκόλλησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν, συμπεριλαμβανομένης της συγκόλλησης με τόξο αερίου βολφραμίνης (GTAW ή TIG), της συγκόλλησης με τόξο αερίου μετάλλου (GMAW ή MIG) και της συγκόλλησης με τόξο μεταλλικού προστασίας (SMAW ή συγκόλληση με ραβδί).Το GTAW είναι συχνά προτιμώμενο για το πέρασμα ριζών και λεπτότερα τμήματα λόγω του ακριβούς ελέγχου της εισόδου θερμότηταςΟι τεχνικές παλμικού ρεύματος τόσο στο GTAW όσο και στο GMAW μπορούν να συμβάλουν στη μείωση της θερμικής εισόδου και στη βελτίωση του ελέγχου.

2. Επιλογή μέταλλου γεμιστήρα:Η επιλογή του μέταλλου είναι κρίσιμη.Συνιστάται να χρησιμοποιείται ένα μέταλλο πλήρωσης ειδικά σχεδιασμένο για τη συγκόλληση διπλών ανοξείδωτων χάλυβων σε αυστενίτες ανοξείδωτους χάλυβες ή για διαφορετική συγκόλληση ανοξείδωτων χάλυβων.Οι κοινές επιλογές περιλαμβάνουν:

• Άλλες ουσίες που περιέχουν αλατίνη:Συχνά χρησιμοποιούνται γεμιστικά όπως το ERNiCrMo-3 (Συναλλεκτικό C-276) ή το ERNiCrMo-13 (Συναλλεκτικό 625) Αυτά τα κράματα με βάση το νικέλιο προσφέρουν υψηλή αντοχή, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε ένα ευρύ φάσμα περιβάλλοντων,και καλή ανοχή για αραίωση τόσο από τα διπλό υλικά βάσης όσο και από τα austenitic υλικά βάσηςΣυνήθως οδηγούν σε μια πλήρως αυστενιτική εναπόθεση συγκόλλησης.

• Συμπληρώματα διπλού τύπου από ανοξείδωτο χάλυβα με υπερ-σύνθεση:Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν ορισμένα ντουπλέξ μέταλλα πλήρωσης, όπως εκείνα με ελαφρώς υψηλότερη περιεκτικότητα σε νικέλιο (π.χ. ER2209 ή ER2594).Τα συμπληρώματα αυτά αποσκοπούν στην επίτευξη μιας πιο ισορροπημένης μικροδομής φερρίτη-αυστενίτη στην κατάθεση συγκόλλησης, ακόμη και με αραίωση από το βασικό υλικό 316.Η προσεκτική εξέταση των παραμέτρων συγκόλλησης και της εισροής θερμότητας είναι κρίσιμη κατά τη χρήση διπλών γεμιστών για να αποφευχθεί ο υπερβολικός σχηματισμός διαμεταλλικής φάσης στο 2205 HAZ.

Η ειδική επιλογή του μέταλλου πλήρωσης θα πρέπει να βασίζεται στο περιβάλλον λειτουργίας, στις απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων και στο πάχος των υλικών που συνδέονται.Συνιστάται να συμβουλεύεστε τους κατασκευαστές υλικών συγκόλλησης και τους σχετικούς κώδικες και πρότυπα συγκόλλησης.

3Προδιαγραφή διαδικασίας συγκόλλησης (WPS):Ένα καλά καθορισμένο WPS είναι απαραίτητο.Πρέπει να περιλαμβάνει λεπτομέρειες όπως:

• Ελέγχος εισόδου θερμότητας:Η διατήρηση χαμηλής έως μέτριας θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου σχηματισμού διαμεταλλικής φάσης στο 2205 HAZ.Οι θερμοκρασίες των διασταυρώσεων πρέπει να ελέγχονται αυστηρά και να διατηρούνται κάτω από 150°C στις περισσότερες περιπτώσεις.

• Τεχνική συγκόλλησης:Οι τεχνικές των χάντρων ράβδου προτιμούνται γενικά από τις χάντρες υφασμού για να ελαχιστοποιηθούν οι θερμικές εισροές.

• Αέριο προστασίας:Για το GTAW και το GMAW, κατάλληλα αέρια απόκρυψης, όπως αργόνο ή μείγματα με βάση το αργόνο με ήλιο ή άζωτο,θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για την παροχή επαρκούς προστασίας της δεξαμενής συγκόλλησης και την προώθηση των βέλτιστων χαρακτηριστικών των χάντρων συγκόλλησης.

• Καθαρισμός:Για να αποφευχθεί η μόλυνση, είναι απαραίτητο να καθαρίζεται διεξοδικά η σύνδεση συγκόλλησης και το μέταλλο γέμισμα.

4. Επεξεργασία μετά την συγκόλληση:Η θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση (PWHT) γενικά δεν συνιστάται για διαφορετικές συγκόλλησεις μεταξύ 2205 και 316,δεδομένου ότι τα βέλτιστα εύρους θερμοκρασίας PWHT για τα δύο υλικά διαφέρουν σημαντικά και θα μπορούσαν να είναι επιζήμια για ένα ή και τα δύο υλικάΕντούτοις, σε συγκεκριμένες κρίσιμες εφαρμογές, μπορεί να εξεταστεί η ελάφρυνση της πίεσης σε χαμηλές θερμοκρασίες μετά από προσεκτική αξιολόγηση.Η χημική παθητικοποίηση της συγκόλλησης μετά τη συγκόλληση μπορεί να βοηθήσει στην αποκατάσταση της αντοχής της συγκόλλησης στη διάβρωση.

Συμπερασματικά, η συγκόλληση ατσάλιου 2205 duplex σε 316 austenitic ατσάλι είναι μια εφικτή διαδικασία όταν εκτελείται με προσεκτικό σχεδιασμό, κατάλληλη επιλογή μέταλλο πλήρωσης,και ελεγχόμενες διαδικασίες συγκόλλησης.The use of nickel-based alloy filler metals like ERNiCrMo-3 or ERNiCrMo-13 is a common and often reliable approach due to their excellent corrosion resistance and ability to accommodate the differences in the base materialsΩστόσο, η κατανόηση των δυνητικών προκλήσεων που σχετίζονται με το σχηματισμό διαμεταλλικών φάσεων, τη διαφορική θερμική επέκταση, την περιεκτικότητα σε φερρίτες,και η αντοχή στη διάβρωση είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη υψηλής ποιότητας και ανθεκτικής συγκόλλησηςΗ διαβούλευση με έμπειρους μηχανικούς συγκόλλησης και η τήρηση των σχετικών κώδικων και προτύπων συγκόλλησης συνιστάται έντονα πριν από την ανάληψη τέτοιων διαφορετικών εργασιών συγκόλλησης.