Thế giới rộng lớn của hàn thép không gỉ

Thép không gỉ austenit

Là loại thép không gỉ phổ biến nhất được sử dụng trong các cửa hàng chế tạo, thép không gỉ austenit được xác định là dòng 300. Mặc dù các vật liệu cơ bản này không yêu cầu gia nhiệt trước, nhưng chúng có nhiệt độ giữa các lớp tối đa. Khi kim loại cơ bản đạt đến 350 độ F, chẳng hạn như khi bạn thực hiện nhiều lần hàn, bạn cần ngừng hàn và để vật liệu nguội đi.

Một số thép không gỉ sê-ri 300 được gọi là thép austenit hoàn toàn—310, 320 và 330. Bạn phải quản lý những thứ này một cách cẩn thận để tránh bị nứt bằng cách sử dụng quy trình cung cấp nhiệt thấp và bằng cách tạo các mối hàn lồi. Nếu bạn thực hiện một mối hàn phẳng hoặc lõm trên những vật liệu này, nó sẽ dễ bị nứt.

Một tham số khác cần xem xét là thành phần của vật liệu cơ bản và kim loại phụ. Hãy xem xét thép không gỉ 316L. Loại có chữ “L” trong tên thường được giới hạn ở nhiệt độ từ 800 độ F trở xuống trong hầu hết các ứng dụng, nhưng chữ L không có nghĩa là nhiệt độ thấp. Nó chỉ định hàm lượng carbon thấp, thường là 0,03 phần trăm carbon.

Như đã đề cập trước đó, kim loại phụ thích hợp để sử dụng với kim loại cơ bản này có cùng ký hiệu, 316L. Tuy nhiên, đừng nghĩ rằng khớp với số kim loại cơ bản là đủ. Bạn có thể có sẵn một số kim loại phụ 316L, nhưng điều đó không có nghĩa là bạn có thể sử dụng nó để hàn kim loại cơ bản 316H. Chữ “H” là viết tắt của hàm lượng carbon cao và mặc dù nó sẽ hàn tốt trên kim loại cơ bản 316L, nhưng nó sẽ không giữ được sau khi chi tiết hàn được đưa vào sử dụng.

Loại không gỉ austenit phổ biến nhất là 304, nhưng việc chọn kim loại phụ để sử dụng với kim loại cơ bản này hơi khó hiểu hơn một chút vì không có kim loại phụ 304. Thay vào đó, kim loại phụ được sử dụng trong trường hợp này là 308L. Nó có tính chất hóa học hơi khác cho phép kim loại phụ trải qua quá trình hóa rắn và làm nguội nhanh chóng liên quan đến quá trình hàn mà không bị nứt.

Một ví dụ khác là kim loại cơ bản 321, bao gồm một lượng nhỏ titan. Tuy nhiên, bất kỳ titan nào trong kim loại phụ sẽ bị đốt cháy trong quá trình hàn. Trong trường hợp này, chất độn phù hợp là 347, có tính chất hóa học tương tự như 321 nhưng titan được thay thế bằng niobi.

May mắn thay, hầu hết các loại kim loại phụ và kim loại cơ bản đều giống nhau. Nếu bạn có thắc mắc về việc nên sử dụng loại nào, các công ty cung cấp máy hàn luôn sẵn lòng giúp bạn xác nhận lựa chọn của mình hoặc xác định các kết hợp lạ hơn.

Thép không gỉ Mactenxit

Các loại thép không gỉ martensitic được sử dụng ít hơn để nối hơn là lớp phủ và để xây dựng vật liệu chịu mài mòn. Chúng thường có nhiệt độ giao nhau tối thiểu.

Một ứng dụng phổ biến cho loại vật liệu này là trẻ hóa các cuộn thép được sử dụng trong các nhà máy đúc liên tục. Khi các cuộn mòn quá một điểm nhất định, chúng sẽ được tái tạo bề mặt bằng cách sử dụng dây martensitic. Trước khi bắt đầu hàn trên cuộn, một mỏ hàn hoặc bộ gia nhiệt điện trở được sử dụng để làm nóng cuộn đến 400 đến 600 độ F. Khi quá trình hàn bắt đầu, nhiệt độ không được phép giảm xuống dưới nhiệt độ làm nóng trước đó. Martensitic không gỉ trở nên rất cứng và giòn khi nguội, điều này rất tốt cho khả năng chống mài mòn nhưng lại khó hàn khi chúng được chế tạo. Duy trì trên nhiệt độ giao nhau tối thiểu giữ cho khu vực xung quanh mối hàn không bị hạ nhiệt quá nhanh.

Khi hàn thép không gỉ martensitic, điều bắt buộc là bạn phải đạt được nhiệt độ làm nóng trước chính xác và duy trì nhiệt độ giữa các lớp tối thiểu trong toàn bộ thời gian bạn hàn. Nếu không, bạn có khả năng bị nứt.

Cũng như nhiều loại thép không gỉ khác, nếu bạn đang kết hợp các kim loại cơ bản martensitic, bạn có thể sẽ sử dụng kim loại phụ có cùng số. Trong một số ứng dụng, kim loại phụ bằng thép không gỉ austenit có thể được sử dụng để nối. Đối với các lớp phủ thường được đặt trên thép carbon, 410 là lựa chọn kim loại phụ tiêu chuẩn. Nhưng bất kể loại công việc nào, chìa khóa thành công trong việc hàn bằng kim loại phụ martensitic là làm nóng trước thích hợp và làm nguội chậm sau đó.

Thép không gỉ Ferritic

Các ứng dụng ô tô sử dụng thép không gỉ ferit nhất. Hai loại phổ biến nhất được sử dụng trong ứng dụng này là 409 và 439. Thép không gỉ Ferritic thường có độ dày từ ¼ in trở xuống, vì vậy hầu hết việc hàn bằng vật liệu này được thực hiện trong một lần hàn. Điều này là tốt vì hàn thép không gỉ ferritic thành công nhất với đầu vào nhiệt thấp và nhiệt độ giao nhau tối đa là 300 độ F.

Nếu bạn vi phạm nguyên tắc đó, bạn sẽ biết điều đó sớm thôi. Ở đầu vào nhiệt độ cao, vật liệu bắt đầu trải qua sự phát triển của hạt và có thể nhanh chóng mất đi sức mạnh. Trong ứng dụng ít phổ biến hơn là hàn thép không gỉ ferritic dày hơn, hãy đặc biệt cẩn thận để hạn chế nhiệt đầu vào. Bên cạnh đó, hãy khớp cấp vật liệu phụ với cấp kim loại cơ bản và các mối hàn của bạn sẽ hoạt động tốt.

Thép không gỉ kép

Quá nhiều nhiệt cũng ảnh hưởng xấu đến thép không gỉ song công, do thành phần hóa học của vật liệu phức tạp hơn. Hãy nhớ rằng, loại thép không gỉ này có các thành phần của cả thép không gỉ austenit và ferritic, điều này cũng làm cho việc lựa chọn kim loại phụ trở nên khó khăn hơn một chút. Nhiều loại kim loại cơ bản không gỉ song công không có sẵn dưới dạng kim loại phụ phần lớn là do kim loại phụ nguội nhanh hơn nhiều so với kim loại cơ bản. Điều chỉnh hóa học một chút cho phép mối hàn có độ bền và tính chất vật liệu tương tự như kim loại cơ bản.

Một ví dụ là kim loại cơ bản 2205, một loại thép không gỉ song công bao gồm một số niken. Kim loại phụ mà bạn sẽ sử dụng với loại đó là 2209, vì nó tạo ra mối hàn có lượng ferit và austenit tương tự như kim loại cơ bản, tránh được các vấn đề về hàn. Một ví dụ khác là kim loại cơ bản 2507, mà bạn sẽ hàn với kim loại phụ 2594.

Các bộ phận sản xuất hàn thường yêu cầu một số loại quy trình hàn, bao gồm kiểm tra các mối hàn và phê duyệt nêu rõ chi tiết cách tạo mối hàn. Quy trình nêu chi tiết không chỉ kim loại phụ được sử dụng, mà còn bất kỳ yêu cầu nào về nhiệt độ gia nhiệt trước và nhiệt độ chuyển tiếp. Tuy nhiên, khi bạn thấy mình đang hàn một dự án bằng thép không gỉ song công, bạn có thể cần một số hướng dẫn trong việc lựa chọn kim loại phụ.

Hàn kim loại cơ bản hỗn hợp hoặc không xác định

Đôi khi bạn có thể cần phải hàn các kim loại khác nhau hoặc các kim loại cơ bản chưa biết, chẳng hạn như khi sửa chữa hiện trường. May mắn thay, kim loại phụ đã được phát triển với các hóa chất được thiết kế đặc biệt cho những tình huống như vậy. Ví dụ, không có gì lạ khi muốn kết hợp thép không gỉ 304L và thép cacbon. Trong trường hợp đó, hãy xem xét vật liệu độn 309L, đây có thể là lựa chọn tốt cho các kim loại khác nhau lên đến khoảng 750 độ F.

Nếu bạn không chắc chắn về thành phần kim loại cơ bản, hãy xem xét một trong các điện cực được phát triển đặc biệt để sửa chữa, chẳng hạn như điện cực không gỉ 312. Được bán trên thị trường dưới nhiều tên thương mại khác nhau để quảng cáo khả năng tương thích toàn diện của chúng, các điện cực dùng cho tất cả các mối hàn này có các hóa chất có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và độ dẻo tốt. Chúng cũng tương thích với hầu hết các loại kim loại cơ bản. Và thực tế là, 312 điện cực và những điện cực khác giống như chúng thực hiện công việc. Nhược điểm là chúng có thể đắt gấp ba đến bốn lần so với dây hàn hồ quang kim loại bằng khí tiêu chuẩn (GMAW). Tuy nhiên, khi hiệu suất được tính đến và bạn muốn tin tưởng vào thành công, thì nó rất đáng giá.

Khi hàn thép không gỉ, trước tiên hãy nhớ tìm kim loại phụ giống với kim loại cơ bản. Nếu bạn gặp khó khăn trong việc tìm kiếm một vật liệu phù hợp chính xác, hãy tham khảo ý kiến ​​của công ty cung cấp vật liệu hàn của bạn để tìm vật liệu phù hợp. Và khi có câu hỏi về thành phần kim loại cơ bản nhưng bạn vẫn cần đảm bảo khả năng tạo ra mối hàn tốt, hãy biết rằng có sẵn các điện cực sửa chữa chuyên dụng sẽ giúp bạn thực hiện công việc và thực hiện tốt.