Makala haya kutoka Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. yanaelezea mambo ya kuzingatia wakati wa kubainisha metali za kujaza kwa ajili ya kulehemu chuma cha pua.
Uwezo unaofanya chuma cha pua kiwe cha kuvutia sana - uwezo wa kurekebisha sifa zake za kiufundi na upinzani dhidi ya kutu na oksidi - pia huongeza ugumu wa kuchagua chuma kinachofaa cha kujaza kwa ajili ya kulehemu. Kwa mchanganyiko wowote wa nyenzo za msingi, aina yoyote kati ya kadhaa za elektrodi inaweza kuwa sahihi, kulingana na masuala ya gharama, hali ya huduma, sifa zinazohitajika za kiufundi na masuala mengi yanayohusiana na kulehemu.
Makala hii inatoa usuli muhimu wa kiufundi ili kumpa msomaji shukrani kwa ugumu wa mada na kisha kujibu baadhi ya maswali ya kawaida yanayoulizwa na wasambazaji wa chuma cha pua. Inaweka miongozo ya jumla ya kuchagua metali zinazofaa za chuma cha pua - na kisha inaelezea tofauti zote kwa miongozo hiyo! Makala hayazungumzii taratibu za kulehemu, kwani hiyo ni mada ya makala nyingine.
Daraja nne, vipengele vingi vya aloi
Kuna aina nne kuu za vyuma vya pua:
austenitic
martensitic
feri
Duplex
Majina hayo yanatokana na muundo wa fuwele wa chuma ambao kwa kawaida hupatikana kwenye halijoto ya kawaida. Chuma chenye kaboni kidogo kinapopashwa joto zaidi ya 912°C, atomi za chuma hupangwa upya kutoka kwa muundo unaoitwa ferrite kwenye halijoto ya kawaida hadi muundo wa fuwele unaoitwa austenite. Wakati wa kupoa, atomi hurudi kwenye muundo wao wa asili, ferrite. Muundo wa halijoto ya juu, austenite, hauna sumaku, ni plastiki na una nguvu ya chini na unyumbufu mkubwa kuliko umbo la halijoto ya kawaida ya ferrite.
Wakati zaidi ya kromiamu 16% inaongezwa kwenye chuma, muundo wa fuwele wa halijoto ya kawaida, ferrite, huimarishwa na chuma hubaki katika hali ya feri katika halijoto zote. Kwa hivyo jina chuma cha pua cha feri hutumika kwenye msingi huu wa aloi. Wakati zaidi ya kromiamu 17% na nikeli 7% zinaongezwa kwenye chuma, muundo wa fuwele wa halijoto ya juu wa chuma, austenite, huimarishwa ili uendelee katika halijoto zote kuanzia chini kabisa hadi karibu kuyeyuka.
Chuma cha pua cha Austenitic hujulikana kama aina ya 'chrome-nikeli', na vyuma vya martensitic na ferritic hujulikana kama aina za 'chrome iliyonyooka'. Vipengele fulani vya aloi vinavyotumika katika vyuma vya pua na metali za kulehemu hufanya kazi kama vidhibiti vya austenite na vingine kama vidhibiti vya ferrite. Vidhibiti muhimu zaidi vya austenite ni nikeli, kaboni, manganese na nitrojeni. Vidhibiti vya ferrite ni chromium, silicon, molybdenum na niobium. Kusawazisha vipengele vya aloi hudhibiti wingi wa ferrite katika chuma cha kulehemu.
Daraja za Austenitiki huunganishwa kwa urahisi na kwa kuridhisha zaidi kuliko zile zenye chini ya asilimia 5 ya nikeli. Viungo vya kulehemu vinavyozalishwa katika vyuma vya pua vya austenitiki ni imara, vinapitisha hewa na ni vigumu katika hali yake ya kulehemu. Kwa kawaida hazihitaji matibabu ya joto ya awali au baada ya kulehemu. Daraja za Austenitiki huchangia takriban asilimia 80 ya chuma cha pua kilichounganishwa, na makala haya ya utangulizi yanazingatia sana hizo.
Jedwali 1: Aina za chuma cha pua na kiwango chao cha kromiamu na nikeli.
tstart{c,80%}
thead{Aina|% Kromiamu|% Nikeli|Aina}
tdata{Austenitic|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensitic|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Ferritic|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Duplex|18 - 28%|4 - 8%|2205}
huelekea{}
Jinsi ya kuchagua chuma cha pua kinachofaa cha kujaza
Ikiwa nyenzo ya msingi katika bamba zote mbili ni sawa, kanuni ya awali ya mwongozo ilikuwa, 'Anza kwa kulinganisha nyenzo ya msingi.' Hiyo inafanya kazi vizuri katika baadhi ya matukio; ili kujiunga na Aina ya 310 au 316, chagua Aina ya kijazaji inayolingana.
Ili kuunganisha nyenzo tofauti, fuata kanuni hii elekezi: 'chagua kijazaji kinacholingana na nyenzo iliyochanganywa zaidi.' Ili kuunganisha 304 hadi 316, chagua kijazaji 316.
Kwa bahati mbaya, 'sheria ya ulinganisho' ina vighairi vingi sana kiasi kwamba kanuni bora ni, Wasiliana na jedwali la uteuzi wa chuma cha kujaza. Kwa mfano, Aina ya 304 ndiyo nyenzo ya msingi ya chuma cha pua inayotumika sana, lakini hakuna anayetoa elektrodi ya Aina ya 304.
Jinsi ya kulehemu chuma cha pua cha Aina ya 304 bila elektrodi ya Aina ya 304
Ili kulehemu chuma cha pua cha Aina ya 304, tumia kijazaji cha Aina ya 308, kwani vipengele vya ziada vya aloi katika Aina ya 308 vitaimarisha vyema eneo la kulehemu.
Hata hivyo, 308L pia ni kijazaji kinachokubalika. Uteuzi wa 'L' baada ya Aina yoyote unaonyesha kiwango cha chini cha kaboni. Kifaa cha pua cha Aina ya 3XXL kina kiwango cha kaboni cha 0.03% au chini ya hapo, ilhali kifaa cha kawaida cha pua cha Aina ya 3XX kinaweza kuwa na kiwango cha juu cha kaboni cha 0.08%.
Kwa sababu kijazaji Aina L kinaangukia katika uainishaji sawa na bidhaa isiyo ya L, watengenezaji wanaweza, na wanapaswa kuzingatia kwa makini, kutumia kijazaji Aina L kwa sababu kiwango cha chini cha kaboni hupunguza hatari ya masuala ya kutu kati ya chembechembe. Kwa kweli, waandishi wanadai kwamba kijazaji Aina L kingetumika zaidi ikiwa watengenezaji wangesasisha taratibu zao.
Watengenezaji wanaotumia mchakato wa GMAW wanaweza pia kutaka kufikiria kutumia kijazaji cha Aina ya 3XXSi, kwani kuongezwa kwa silikoni huboresha unyevu. Katika hali ambapo weld ina taji refu au mbaya, au ambapo dimbwi la weld halifungamani vizuri kwenye vidole vya minofu au kiungo cha paja, kutumia elektrodi ya Si Type GMAW kunaweza kulainisha bead ya weld na kukuza muunganiko bora.
Ikiwa mvua ya kabidi ni tatizo, fikiria kijazaji cha Aina ya 347, ambacho kina kiasi kidogo cha niobiamu.
Jinsi ya kulehemu chuma cha pua hadi chuma cha kaboni
Hali hii hutokea katika matumizi ambapo sehemu moja ya muundo inahitaji uso wa nje unaostahimili kutu uliounganishwa na kipengele cha kimuundo cha chuma cha kaboni ili kupunguza gharama. Unapounganisha nyenzo ya msingi bila vipengele vya kuchanganya kwenye nyenzo ya msingi yenye vipengele vya kuchanganya, tumia kijazaji kilichochanganywa kupita kiasi ili mchanganyiko ndani ya chuma cha kulehemu ulingane au uunganishwe zaidi kuliko chuma cha msingi cha pua.
Kwa kuunganisha chuma cha kaboni na Aina ya 304 au 316, na pia kwa kuunganisha vyuma vya pua tofauti, fikiria elektrodi ya Aina ya 309L kwa matumizi mengi. Ikiwa kiwango cha juu cha Cr kinahitajika, fikiria Aina ya 312.
Kama tahadhari, vyuma vya pua vya austenitic vinaonyesha kiwango cha upanuzi ambacho ni takriban asilimia 50 zaidi kuliko kile cha chuma cha kaboni. Vinapounganishwa, viwango tofauti vya upanuzi vinaweza kusababisha nyufa kutokana na msongo wa ndani isipokuwa elektrodi na utaratibu sahihi wa kulehemu utatumika.
Tumia taratibu sahihi za kusafisha maandalizi ya kulehemu
Kama ilivyo kwa metali zingine, kwanza ondoa mafuta, grisi, alama na uchafu kwa kiyeyusho kisicho na klorini. Baada ya hapo, kanuni ya msingi ya utayarishaji wa kulehemu isiyotumia chuma cha pua ni 'Epuka uchafuzi unaotokana na chuma cha kaboni ili kuzuia kutu.' Baadhi ya makampuni hutumia majengo tofauti kwa ajili ya 'duka lao la chuma cha pua' na 'duka la kaboni' ili kuzuia uchafuzi mtambuka.
Teua magurudumu ya kusaga na brashi zisizotumia pua kama 'zisizotumia pua pekee' unapotayarisha kingo za kulehemu. Baadhi ya taratibu zinahitaji kusafisha inchi mbili nyuma kutoka kwenye kiungo. Maandalizi ya kiungo pia ni muhimu zaidi, kwani kufidia kutoendana na uchakataji wa elektrodi ni vigumu kuliko chuma cha kaboni.
Tumia utaratibu sahihi wa kusafisha baada ya kulehemu ili kuzuia kutu
Kuanza, kumbuka kinachofanya chuma cha pua kiwe cha pua: mmenyuko wa kromiamu na oksijeni kuunda safu ya kinga ya oksidi ya kromiamu juu ya uso wa nyenzo. Kutu isiyo na pua hutokana na mvua ya kabidi (tazama hapa chini) na kwa sababu mchakato wa kulehemu hupasha moto chuma cha kulehemu hadi mahali ambapo oksidi ya feri inaweza kuunda juu ya uso wa kulehemu. Ikiachwa katika hali ya kulehemu, kulehemu kamili kunaweza kuonyesha 'njia za kutu' kwenye mipaka ya eneo lililoathiriwa na joto ndani ya chini ya saa 24.
Ili safu mpya ya oksidi safi ya kromiamu iweze kurekebishwa ipasavyo, chuma cha pua kinahitaji kusafishwa baada ya kulehemu kwa kung'arisha, kuchuja, kusaga au kupiga mswaki. Tena, tumia visagaji na brashi zilizowekwa kwa ajili ya kazi hiyo.
Kwa nini waya wa kulehemu wa chuma cha pua una sumaku?
Chuma cha pua cha austenitic kikamilifu hakina sumaku. Hata hivyo, halijoto ya kulehemu huunda chembe kubwa kiasi katika muundo mdogo, ambayo husababisha kulehemu kuwa nyeti kwa nyufa. Ili kupunguza unyeti kwa nyufa za moto, watengenezaji wa elektrodi huongeza vipengele vya aloi, ikiwa ni pamoja na feriti. Awamu ya feriti husababisha chembe za austenitic kuwa laini zaidi, kwa hivyo kulehemu huwa sugu zaidi kwa nyufa.
Sumaku haitashikamana na kijiko cha kijaza cha pua cha austenitic, lakini mtu anayeshikilia sumaku anaweza kuhisi mvuto mdogo kwa sababu ya feriti iliyobaki. Kwa bahati mbaya, hii inawafanya baadhi ya watumiaji kufikiri kwamba bidhaa yao imetiwa lebo potofu au wanatumia chuma kisichofaa cha kijazaji (hasa ikiwa wamerarua lebo kutoka kwenye kikapu cha waya).
Kiasi sahihi cha feriti katika elektrodi hutegemea halijoto ya huduma ya programu. Kwa mfano, feriti nyingi husababisha kulehemu kupoteza uimara wake katika halijoto ya chini. Hivyo, kijazaji cha Aina ya 308 kwa matumizi ya bomba la LNG kina nambari ya feriti kati ya 3 na 6, ikilinganishwa na nambari ya feriti ya 8 kwa kijazaji cha kawaida cha Aina ya 308. Kwa kifupi, metali za kijazaji zinaweza kuonekana sawa mwanzoni, lakini tofauti ndogo katika muundo ni muhimu.
Je, kuna njia rahisi ya kulehemu vyuma vya pua vya duplex?
Kwa kawaida, vyuma vya pua vya duplex vina muundo mdogo unaojumuisha takriban 50% ya ferrite na 50% ya austenite. Kwa maneno rahisi, ferrite hutoa nguvu nyingi na upinzani fulani dhidi ya kupasuka kwa kutu huku austenite ikitoa uimara mzuri. Awamu hizo mbili kwa pamoja huzipa vyuma vya duplex sifa zao za kuvutia. Aina mbalimbali za vyuma vya pua vya duplex zinapatikana, huku vya kawaida vikiwa Aina ya 2205; hii ina 22% ya kromiamu, 5% ya nikeli, 3% ya molybdenamu na 0.15% ya nitrojeni.
Wakati wa kulehemu chuma cha pua cha duplex, matatizo yanaweza kutokea ikiwa chuma cha kulehemu kina feriti nyingi sana (joto kutoka kwenye arc husababisha atomi kujipanga zenyewe katika matrix ya feriti). Ili kufidia, metali za kujaza zinahitaji kukuza muundo wa austenitiki wenye kiwango cha juu cha aloi, kwa kawaida nikeli 2 hadi 4% zaidi kuliko chuma cha msingi. Kwa mfano, waya wenye mgandamizo wa flux kwa ajili ya kulehemu Aina ya 2205 unaweza kuwa na nikeli 8.85%.
Kiwango kinachohitajika cha feriti kinaweza kuanzia 25 hadi 55% baada ya kulehemu (lakini kinaweza kuwa cha juu zaidi). Kumbuka kwamba kiwango cha kupoeza lazima kiwe polepole vya kutosha kuruhusu austenite kubadilika, lakini si polepole sana kiasi cha kuunda awamu za kati ya metali, wala si haraka sana kiasi cha kuunda feriti ya ziada katika eneo lililoathiriwa na joto. Fuata taratibu zilizopendekezwa na mtengenezaji kwa mchakato wa kulehemu na chuma cha kujaza kilichochaguliwa.
Marekebisho ya vigezo wakati wa kulehemu chuma cha pua
Kwa watengenezaji ambao hurekebisha vigezo kila mara (voltage, amperage, urefu wa arc, inductance, upana wa mapigo, n.k.) wanapounganisha chuma cha pua, sababu ya kawaida ni muundo usio thabiti wa chuma cha kujaza. Kwa kuzingatia umuhimu wa kuchanganya vipengele, tofauti za lot-to-lot katika muundo wa kemikali zinaweza kuwa na athari inayoonekana kwenye utendaji wa kulehemu, kama vile unyevu hafifu au kutolewa kwa slag kwa ugumu. Tofauti katika kipenyo cha elektrodi, usafi wa uso, stub na helix pia huathiri utendaji katika matumizi ya GMAW na FCAW.
Kudhibiti udhibiti wa mvua ya kabidi katika chuma cha pua cha austenitic
Katika halijoto iliyo katika kiwango cha 426-871 degC, kiwango cha kaboni kinachozidi 0.02% huhamia kwenye mipaka ya chembe za muundo wa austenitic, ambapo humenyuka na kromiamu na kuunda kabidi ya kromiamu. Ikiwa kromiamu imeunganishwa na kaboni, haipatikani kwa ajili ya upinzani wa kutu. Inapowekwa wazi kwa mazingira yenye babuzi, kutu kati ya chembe hutokea, na kuruhusu mipaka ya chembe kuliwa.
Ili kudhibiti mvua ya kabaidi, weka kiwango cha kaboni chini iwezekanavyo (kiwango cha juu cha 0.04%) kwa kulehemu kwa kutumia elektrodi zenye kaboni kidogo. Kaboni inaweza pia kuunganishwa na niobium (zamani columbium) na titani, ambazo zina mshikamano mkubwa wa kaboni kuliko kromiamu. Elektrodi za Aina 347 zimetengenezwa kwa kusudi hili.
Jinsi ya kujiandaa kwa majadiliano kuhusu uteuzi wa chuma cha kujaza
Kwa kiwango cha chini, kukusanya taarifa kuhusu matumizi ya mwisho ya sehemu iliyounganishwa, ikiwa ni pamoja na mazingira ya huduma (hasa halijoto ya uendeshaji, kuathiriwa na vipengele vinavyosababisha babuzi na kiwango cha upinzani unaotarajiwa wa kutu) na muda unaotarajiwa wa huduma. Taarifa kuhusu sifa za kiufundi zinazohitajika katika hali ya uendeshaji husaidia sana, ikiwa ni pamoja na nguvu, uthabiti, unyumbufu na uchovu.
Watengenezaji wengi wanaoongoza wa elektrodi hutoa miongozo ya uteuzi wa metali za kujaza, na waandishi hawawezi kusisitiza zaidi jambo hili: wasiliana na mwongozo wa matumizi ya metali za kujaza au wasiliana na wataalamu wa kiufundi wa mtengenezaji. Wapo hapo kusaidia katika kuchagua elektrodi sahihi ya chuma cha pua.
Kwa maelezo zaidi kuhusu metali za chuma cha pua za TYUE na kuwasiliana na wataalamu wa kampuni kwa ushauri, tembelea www.tyuelec.com.
Muda wa chapisho: Desemba-23-2022