Aço Inoxidável para Vasos de Pressão e Suas Características de Soldagem
O chamado aço inoxidável refere-se à adição de uma certa quantidade de cromo ao aço, para que o aço fique em um estado passivado e tenha as características de não enferrujar. Para atingir esse objetivo, seu teor de cromo deve estar acima de 12 por cento. A fim de melhorar a passivação do aço, elementos como níquel e molibdênio que podem passivar o aço são frequentemente adicionados ao aço inoxidável. Geralmente referido como aço inoxidável é, na verdade, um termo geral para aço inoxidável e aço resistente a ácidos. O aço inoxidável não é necessariamente resistente a ácidos, e o aço resistente a ácidos geralmente tem boas propriedades inoxidáveis. O aço inoxidável pode ser dividido em quatro categorias de acordo com a estrutura do aço: aço inoxidável austenítico, aço inoxidável ferrítico, aço inoxidável martensítico e aço inoxidável duplex austenítico-ferrítico.
1. Aço inoxidável austenítico e suas características de soldagem
O aço inoxidável austenítico é o aço inoxidável mais amplamente utilizado, e o tipo alto Cr-Ni é o mais comum. Atualmente, o aço inoxidável austenítico pode ser dividido em tipo Cr18-Ni8, tipo Cr25-Ni20 e tipo Cr25-Ni35. O aço inoxidável austenítico tem as seguintes características de soldagem:
① A soldagem de aço inoxidável austenítico rachado a quente tem uma pequena condutividade térmica e um grande coeficiente de expansão linear; portanto, durante o processo de soldagem, o tempo de residência em alta temperatura da junta soldada é maior e a solda é fácil de formar um grão colunar grosseiro estrutura. Se o teor de elementos impuros como enxofre, fósforo, estanho, antimônio e nióbio for alto, um eutético de baixo ponto de fusão será formado entre os grãos e trincas de solidificação se formarão facilmente na solda quando a junta soldada for submetida a altas temperaturas. tensão de tração. As trincas de liquefação são formadas na zona afetada pelo calor, todas pertencentes a trincas de calor de soldagem. A maneira mais eficaz de evitar rachaduras a quente é reduzir os elementos de impureza que são propensos a produzir eutéticos de baixo ponto de fusão em consumíveis de aço e soldagem e fazer com que o aço inoxidável austenítico cromo-níquel contenha 4% a 12% de estrutura de ferrita.
② Corrosão intergranular De acordo com a teoria da depleção de cromo, a precipitação de carboneto de cromo na superfície intergranular, resultando na depleção de cromo no limite de grão é a principal causa da corrosão intergranular. Portanto, a escolha de consumíveis de soldagem de carbono ultrabaixo ou consumíveis de soldagem contendo elementos estabilizadores, como nióbio e titânio, é a principal medida para evitar a corrosão intergranular.
③ Trinca por corrosão sob tensão A trinca por corrosão sob tensão geralmente se manifesta como falha frágil, e o processo de dano leva pouco tempo, então o dano é sério. A principal causa de trincas por corrosão sob tensão do aço inoxidável austenítico é a tensão residual de soldagem. A alteração da estrutura das juntas soldadas ou a existência de concentração de tensão e a concentração do meio de corrosão local também são as razões que afetam a trinca por corrosão sob tensão.
④ Fragilidade de fase σ de juntas soldadas A fase σ é um tipo de composto intermetálico frágil e duro, que se reúne principalmente nos limites de grão de grãos colunares. Tanto a fase quanto a fase δ podem passar por uma transição de fase σ. Por exemplo, quando a solda do tipo Cr25Ni20 é aquecida a 800 graus ~ 900 graus, ocorrerá uma forte transformação →δ. Para aço inoxidável austenítico cromo-níquel, especialmente aço inoxidável cromo-níquel-molibdênio, a transformação de fase δ→σ é propensa a ocorrer, principalmente porque os elementos de cromo e molibdênio têm transformação sigma óbvia, quando o teor de ferrita δ na solda excede At 12 por cento , a transformação de δ→σ é muito óbvia, resultando em óbvia fragilização do metal de solda, razão pela qual a camada superficial na parede interna do reator de hidrogenação de parede quente controla o teor de ferrita δ em 3% a 10%. razão.
2. Aço inoxidável ferrítico e suas características de soldagem
O aço inoxidável ferrítico é dividido em duas categorias: aço inoxidável ferrítico comum e aço inoxidável ferrítico ultrapuro. Entre eles, o aço inoxidável ferrítico comum tem o tipo Cr12 ~ Cr14, como 00Cr12, 0Cr13Al; Tipo Cr16 ~ Cr18, como 1Cr17Mo; Tipo Cr25 ~ 30.
Devido ao alto teor de carbono e nitrogênio no aço inoxidável ferrítico comum, é difícil de processar e soldar, e a resistência à corrosão é difícil de garantir, portanto o uso é limitado. No aço inoxidável ferrítico ultrapuro, o carbono e o nitrogênio no aço são rigorosamente controlados. A quantidade total de nitrogênio é geralmente controlada em três níveis de 0.035 por cento para 0.045 por cento , 00,030 por cento e 0,010% a 0,015%. Ao mesmo tempo, os elementos de liga necessários são adicionados para melhorar ainda mais a resistência à corrosão e o desempenho abrangente do aço. Comparado com o aço inoxidável ferrítico comum, o aço inoxidável ferrítico ultrapuro com alto teor de cromo tem boa resistência à corrosão uniforme, corrosão por pites e corrosão sob tensão, e é amplamente utilizado em equipamentos petroquímicos. O aço inoxidável ferrítico tem as seguintes características de soldagem:
① Sob a ação da alta temperatura de soldagem, os grãos na zona afetada pelo calor, onde a temperatura de aquecimento atinge acima de 1000 graus, especialmente na área próxima à emenda, crescerão rapidamente. Mesmo que seja resfriado rapidamente após a soldagem, a diminuição acentuada da tenacidade e alta tendência à corrosão intergranular.
② O próprio aço ferrítico tem um teor de cromo mais alto, elementos mais nocivos como carbono, nitrogênio, oxigênio, etc., uma temperatura de transição frágil mais alta e uma sensibilidade de entalhe mais forte. Portanto, a fragilização pós-soldagem é mais séria.
③ Quando aquecido e resfriado lentamente a 400 graus ~ 600 graus por um longo tempo, ocorrerá fragilização a 475 graus, o que reduzirá seriamente a tenacidade à temperatura ambiente. Depois de aquecer por um longo tempo a 550 graus C ~ 820 graus C, a fase σ é facilmente precipitada da ferrita e sua plasticidade e tenacidade também são significativamente reduzidas.
3. Aço inoxidável martensítico e suas características de soldagem
O aço inoxidável martensítico pode ser dividido em aço inoxidável martensítico tipo Cr13, aço inoxidável martensítico de baixo carbono e aço inoxidável supermartensítico. O tipo Cr13 tem desempenho anticorrosivo geral. De aço inoxidável martensítico à base de Cr12-, devido à adição de níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio e outros elementos de liga, ele não apenas possui certa resistência à corrosão, mas também possui alta resistência a altas temperaturas e resistência a altas temperaturas . Propriedades de oxidação.
Características de soldagem do aço inoxidável martensítico: A costura de solda de aço inoxidável martensítico do tipo Cr13 e a zona afetada pelo calor têm uma tendência de endurecimento particularmente grande, e a junta soldada pode obter martensita dura e quebradiça sob condições de resfriamento ao ar. Sob a ação da soldagem, é fácil aparecer trincas a frio na soldagem. Quando a taxa de resfriamento é pequena, ferrita grosseira e carbonetos intergranulares serão formados na área próxima à emenda e ao metal de solda, o que reduzirá significativamente a plasticidade e a tenacidade da junta.
Depois que a solda e a zona afetada pelo calor do aço inoxidável de baixo carbono e super martensítico são resfriadas, todas elas são transformadas em martensita de baixo carbono, mas não há nenhum fenômeno de endurecimento óbvio e elas têm bom desempenho de soldagem.
Seleção de consumíveis de soldagem de aço inoxidável para vasos de pressão
1. Seleção de consumíveis de soldagem de aço inoxidável austenítico
O princípio de seleção dos consumíveis de soldagem de aço inoxidável austenítico é garantir que a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas do metal de solda sejam basicamente equivalentes ou superiores às do metal base sob a condição de não haver trincas. corresponder. Para aço inoxidável austenítico resistente à corrosão, geralmente é desejável conter uma certa quantidade de ferrita, que pode não apenas garantir boa resistência a rachaduras, mas também ter boa resistência à corrosão. No entanto, em alguns meios especiais, como o metal de solda de equipamentos de uréia, não é permitida a existência de ferrita, caso contrário, sua resistência à corrosão será reduzida. Para aços austeníticos resistentes ao calor, o controle do teor de ferrita no metal de solda deve ser considerado. Para soldagens de aço austenítico operadas em alta temperatura por um longo tempo, o teor de ferrita no metal de solda não deve exceder 5%. Os leitores podem estimar o teor de ferrita correspondente de acordo com o equivalente de cromo e o equivalente de níquel no metal de solda de acordo com o diagrama de Schaeffler.
foto
2. Seleção de consumíveis de soldagem de aço inoxidável ferrítico
Existem basicamente três tipos de consumíveis de soldagem de aços inoxidáveis ferríticos: 1) consumíveis de soldagem cuja composição corresponde basicamente ao metal base; 2) consumíveis de soldagem austeníticos; 3) consumíveis de soldagem de liga à base de níquel, que raramente são usados devido aos seus altos preços.
Os consumíveis de soldagem de aço inoxidável ferrítico podem ser feitos de materiais equivalentes ao metal base, mas quando o grau de restrição é grande, rachaduras são fáceis de ocorrer. O tratamento térmico pode ser usado após a soldagem para restaurar a resistência à corrosão e melhorar a plasticidade da junta. O uso de consumíveis de soldagem austenítica pode evitar o pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-soldagem, mas para vários aços que não contêm elementos estáveis, a sensibilização da zona afetada pelo calor ainda existe e os consumíveis de soldagem austenítica de cromo-níquel 309 e 310 são comumente usado. Para o aço Cr17, consumíveis de soldagem 308 também podem ser usados. Os consumíveis de soldagem com alto teor de liga são benéficos para melhorar a plasticidade das juntas soldadas. O metal de solda austenítico ou austenítico-ferrítico é basicamente tão forte quanto o metal de base ferrítico, mas em alguns meios corrosivos, a resistência à corrosão da solda pode ser muito diferente daquela do metal de base. Preste atenção ao escolher materiais de soldagem.
3. Seleção de consumíveis de soldagem de aço inoxidável martensítico
No aço inoxidável, o aço inoxidável martensítico pode ser ajustado por tratamento térmico. Portanto, para garantir os requisitos de desempenho, principalmente para aços inoxidáveis martensíticos resistentes ao calor, a composição da solda deve ser a mais próxima possível da composição do metal base. Para evitar trincas a frio, também podem ser utilizados consumíveis de soldagem austeníticos, sendo que a resistência da solda neste momento deve ser menor que a do metal base.
Quando a composição da solda é semelhante à do metal base, a solda e a zona afetada pelo calor irão endurecer e tornar-se quebradiças ao mesmo tempo, e uma zona de amolecimento aparecerá na zona afetada pelo calor. Para evitar rachaduras a frio, componentes com espessura superior a 3 mm geralmente precisam ser pré-aquecidos, e o tratamento térmico é frequentemente necessário após a soldagem para melhorar o desempenho da junta. Como os coeficientes de dilatação térmica do metal de solda e do metal base são basicamente os mesmos, é possível eliminar completamente a solda após o tratamento térmico. estresse.
foto
Quando a peça de trabalho não pode ser pré-aquecida ou tratada termicamente, a costura de solda austenítica pode ser selecionada. Como a costura de solda tem alta plasticidade e tenacidade, ela pode relaxar o estresse de soldagem e pode dissolver mais hidrogênio, reduzindo assim o estresse da junta. Tendência à fissuração a frio, mas as juntas com materiais irregulares, devido aos diferentes coeficientes de dilatação térmica, podem gerar tensão de cisalhamento na zona de fusão sob o ambiente de trabalho de temperatura circulante, resultando em falha da junta.
Para o aço martensítico tipo Cr13 simples, quando não é utilizada a solda com estrutura austenítica, não há muito espaço para ajuste da composição da solda, que geralmente é a mesma da matriz do metal base, mas impurezas nocivas como S, P e Si deve ser limitado. O Si pode promover a formação de martensita grosseira em soldas de aço martensítico Cr13. Reduzir o teor de C é benéfico para reduzir a temperabilidade, e a existência de uma pequena quantidade de elementos como Ti, N ou Al na solda também pode refinar os grãos e reduzir a temperabilidade.
Para o aço resistente ao calor martensítico à base de Cr12-ligado com vários componentes, o principal objetivo é a resistência ao calor, e os consumíveis de soldagem austeníticos geralmente não são usados, e espera-se que a composição da solda seja próxima ao metal base. Ao ajustar a composição, deve-se garantir que a solda não apresente uma fase ferrítica, pois é muito prejudicial ao desempenho, pois os principais componentes do aço termorresistente martensítico à base de Cr13-são em sua maioria elementos ferríticos ( como Mo, Nb, W, V, etc.), para garantir que toda a estrutura seja martensita uniforme, ela deve ser balanceada com elementos austeníticos, ou seja, deve haver elementos adequados como C, Ni, Mn, e n.
O aço inoxidável martensítico tem uma tendência muito alta para rachaduras a frio, por isso é necessário manter estritamente o baixo hidrogênio, mesmo o ultrabaixo hidrogênio, e isso deve ser levado em consideração ao selecionar materiais de soldagem.
Pontos-chave da soldagem de aço inoxidável para vasos de pressão
1. Pontos-chave da soldagem de aço inoxidável austenítico
Em geral, os aços inoxidáveis austeníticos apresentam excelente soldabilidade. Quase todos os métodos de soldagem por fusão podem ser usados para soldar aço inoxidável austenítico, e as propriedades termofísicas e características microestruturais do aço inoxidável austenítico determinam os pontos-chave de seu processo de soldagem.
① Devido à pequena condutividade térmica e ao grande coeficiente de expansão térmica do aço inoxidável austenítico, é fácil produzir grandes deformações e tensões de soldagem durante a soldagem, portanto, o método de soldagem com energia de soldagem concentrada deve ser selecionado o máximo possível.
② Devido à pequena condutividade térmica do aço inoxidável austenítico, ele pode obter maior profundidade de penetração do que o aço de baixa liga sob a mesma corrente. Ao mesmo tempo, devido à sua alta resistividade, para evitar o avermelhamento do eletrodo durante a soldagem a arco, a corrente de soldagem é menor que a dos eletrodos de aço carbono ou aço de baixa liga de mesmo diâmetro.
③ Especificações de soldagem. Geralmente não use grande entrada de energia para soldagem. Para soldagem a arco elétrico, é aconselhável usar eletrodos de pequeno diâmetro para soldagem rápida multipasse. Para soldas de alta demanda, até mesmo despeje água fria para acelerar o resfriamento. Para aço inoxidável austenítico puro e aço inoxidável super austenítico, devido à sensibilidade à trinca térmica Se for grande, a energia da linha de soldagem deve ser rigorosamente controlada para evitar o crescimento sério de grãos de solda e a ocorrência de trincas a quente na soldagem.
④ Para melhorar a resistência à fissuração térmica e resistência à corrosão da solda, atenção especial deve ser dada à limpeza da área de soldagem durante a soldagem para evitar que elementos nocivos penetrem na solda.
⑤ O aço inoxidável austenítico geralmente não requer pré-aquecimento durante a soldagem. A fim de evitar o crescimento de grãos e a precipitação de carboneto na costura de solda e na zona afetada pelo calor, e garantir a plasticidade, tenacidade e resistência à corrosão da junta soldada, uma temperatura intermediária mais baixa deve ser controlada, geralmente não superior a 150 graus.
2. Pontos de soldagem de aço inoxidável ferrítico
O aço inoxidável ferrítico tem relativamente mais elementos formadores de ferrita, relativamente menos elementos formadores de austenita, e o material tem menos tendência a endurecer e rachar a frio. Sob a ação do ciclo térmico de soldagem do aço inoxidável ferrítico, os grãos na zona afetada pelo calor crescem obviamente e a tenacidade e a plasticidade da junta diminuem drasticamente. O grau de crescimento do grão na zona afetada pelo calor depende da temperatura máxima atingida durante a soldagem e seu tempo de retenção. Portanto, ao soldar aço inoxidável ferrítico, uma pequena energia de linha deve ser usada o máximo possível, ou seja, um método de concentração de energia, como TIG de pequena corrente, soldagem manual com eletrodos de pequeno diâmetro, etc. como sulcos estreitos, alta velocidade de soldagem e soldagem multicamada devem ser adotados tanto quanto possível, e a temperatura entre as camadas deve ser rigorosamente controlada.
Devido ao efeito do ciclo térmico de soldagem, geralmente o aço inoxidável ferrítico é sensibilizado na zona de alta temperatura da zona afetada pelo calor, e a corrosão intergranular ocorre em alguns meios. Após a soldagem, é recozido a 700~850 graus para homogeneizar o cromo e restaurar sua resistência à corrosão.
O aço inoxidável ferrítico comum com alto teor de cromo pode ser soldado por soldagem a arco de eletrodo, soldagem com proteção de gás, soldagem por arco submerso e outros métodos de soldagem. Devido à inerente baixa plasticidade do aço com alto teor de cromo, bem como ao crescimento de grãos na zona afetada pelo calor e ao acúmulo de carbonetos e nitretos nos contornos dos grãos causados pelos ciclos de calor da soldagem, a plasticidade e a tenacidade das juntas soldadas são muito baixo. É provável que ocorram rachaduras quando consumíveis de soldagem com composição química semelhante ao metal base são usados e o grau de restrição é grande. Para prevenir trincas e melhorar a plasticidade das juntas e a resistência à corrosão, tomando como exemplo a soldagem a arco elétrico, as seguintes medidas tecnológicas podem ser tomadas.
① Pré-aqueça a cerca de 100 ~ 150 graus para soldar o material em um estado resistente. Quanto maior o teor de cromo, maior deve ser a temperatura de pré-aquecimento.
② Soldagem com pequena energia de entrada e sem oscilação. Durante a soldagem multicamadas, a temperatura entre as camadas deve ser controlada para não ser superior a 150 graus, e a soldagem contínua não deve ser usada para reduzir os efeitos da fragilização de alta temperatura e fragilização de 475 graus.
③ Após a soldagem, o recozimento a 750 ~ 800 graus pode restaurar a resistência à corrosão e melhorar a plasticidade da junta devido à esferoidização dos carbonetos e distribuição uniforme do cromo. Após o recozimento, deve ser resfriado rapidamente para evitar a ocorrência de fase σ e fragilidade a 475 graus.
3. Pontos de soldagem de aço inoxidável martensítico
Para os aços inoxidáveis martensíticos do tipo Cr13, ao utilizar eletrodos do mesmo material para soldagem, a fim de reduzir a sensibilidade de trincas a frio e garantir a plasticidade e tenacidade das juntas soldadas, devem ser selecionados eletrodos de baixo hidrogênio e as seguintes medidas devem ser tomadas tomadas ao mesmo tempo:
① Pré-aqueça. A temperatura de pré-aquecimento aumenta com o aumento do teor de carbono do aço, geralmente na faixa de 100 graus a 350 graus.
② Após o aquecimento. Para juntas soldadas com alto teor de carbono ou alta restrição, medidas de pós-aquecimento devem ser tomadas após a soldagem para evitar trincas induzidas por hidrogênio na soldagem.
③ Tratamento térmico pós-soldagem. A fim de melhorar a plasticidade, tenacidade e resistência à corrosão das juntas soldadas, a temperatura do tratamento térmico pós-soldagem é geralmente de 650 graus C ~ 750 graus C, e o tempo de retenção é calculado como 1h / 25mm.
Para aços inoxidáveis martensíticos super e de baixo carbono, geralmente não são necessárias medidas de pré-aquecimento. Quando o grau de restrição é grande ou o teor de hidrogênio na solda é alto, medidas de pré-aquecimento e pós-aquecimento são tomadas. A temperatura de pré-aquecimento é geralmente de 100 graus C ~ 150 graus C, a temperatura de tratamento térmico pós-soldagem é de 590 ~ 620 graus. Para aços martensíticos com maior teor de carbono. Ou quando o pré-aquecimento pré-soldagem e o tratamento térmico pós-soldagem são difíceis de implementar e as juntas são altamente restritas, os consumíveis de soldagem austeníticos também podem ser usados na engenharia para melhorar a plasticidade e a tenacidade das juntas soldadas e evitar rachaduras. Mas, neste momento, quando o metal de solda é austenítico ou à base de austenita, é na verdade uma combinação de baixa resistência em comparação com a resistência do metal de base, e o metal de solda e o metal de base são diferentes em composição química, estrutura metalográfica, térmica As propriedades físicas e mecânicas são muito diferentes, e a tensão residual de soldagem é inevitável, o que pode facilmente causar corrosão por tensão ou danos por fluência de alta temperatura.
Soldagem de aço inoxidável duplex
1. Tipos de aço inoxidável duplex
O aço inoxidável duplex possui estrutura duplex de austenita mais ferrita e o conteúdo das estruturas de duas fases
Basicamente o mesmo, por isso tem as características de aço inoxidável austenítico e aço inoxidável ferrítico. O limite de elasticidade pode atingir 400Mpa ~ 550MPa, que é o dobro do aço inoxidável austenítico comum. Comparado com o aço inoxidável ferrítico, o aço inoxidável duplex tem alta tenacidade, baixa temperatura de transição frágil, resistência à corrosão intergranular significativamente melhorada e desempenho de soldagem; ao mesmo tempo, mantém algumas características do aço inoxidável ferrítico, como fragilidade de 475 graus, alta condutividade térmica, pequeno coeficiente de expansão linear, superplasticidade e magnetismo. Comparado com o aço inoxidável austenítico, a resistência do aço inoxidável duplex é alta, especialmente a resistência ao escoamento é significativamente melhorada, e o desempenho da resistência à corrosão por pite, resistência à corrosão sob tensão e resistência à fadiga por corrosão também é significativamente melhorado.
O aço inoxidável duplex é classificado de acordo com sua composição química, podendo ser dividido em quatro tipos: tipo Cr18, tipo Cr23 (excluindo Mo), tipo Cr22 e tipo Cr25. Para o aço inoxidável duplex Cr25, ele pode ser dividido em aço inoxidável tipo comum e super duplex, entre os quais o tipo Cr22 e o tipo Cr25 têm sido amplamente utilizados nos últimos anos. A maioria dos aços inoxidáveis duplex usados em meu país são produzidos na Suécia, e as classes específicas são: 3RE60 (tipo Cr18), SAF2304 (tipo Cr23), SAF2205 (tipo Cr22), SAF2507 (tipo Cr25).
2. Características de soldagem do aço inoxidável duplex
① O aço inoxidável Duplex tem boa soldabilidade. Não é fácil fragilizar a zona afetada pelo calor durante a soldagem como aço inoxidável ferrítico, nem é fácil produzir trincas quentes de soldagem como aço inoxidável austenítico. No entanto, por ter uma grande quantidade de ferrita, quando a rigidez é alta ou o teor de hidrogênio da solda é alto, podem ocorrer trincas de resfriamento de hidrogênio, por isso é muito importante controlar rigorosamente a fonte de hidrogênio.
② Para garantir as características do aço bifásico, garantir que a proporção de austenita e ferrita na estrutura da junta soldada seja adequada é a chave para a soldagem deste tipo de aço. Quando a taxa de resfriamento da junta após a soldagem é lenta, a mudança de fase secundária de δ→ é relativamente suficiente, de modo que uma estrutura duplex com uma relação de fase relativamente adequada pode ser obtida à temperatura ambiente, o que requer uma grande entrada de calor de soldagem adequada durante a soldagem . Caso contrário, se a taxa de resfriamento após a soldagem for rápida, a fase de ferrita δ aumentará, resultando em uma séria diminuição na plasticidade, tenacidade e resistência à corrosão da junta.
3. Seleção de consumíveis de soldagem de aço inoxidável duplex
Consumíveis de soldagem para aço inoxidável duplex, caracterizados pelo fato de a estrutura soldada ser uma estrutura duplex dominada por austenita e o teor dos principais elementos resistentes à corrosão (cromo, molibdênio, etc.) garantindo a mesma resistência à corrosão que o sexo do metal base. Para garantir o teor de austenita na solda, costuma-se aumentar o teor de níquel e nitrogênio, ou seja, o níquel equivalente é aumentado em cerca de 2% a 4%. No material de base de aço inoxidável duplex, geralmente há uma certa quantidade de teor de nitrogênio, e uma certa quantidade de teor de nitrogênio também é esperada nos consumíveis de soldagem, mas geralmente não deve ser muito alta, caso contrário, ocorrerão poros. Desta forma, o alto teor de níquel tornou-se uma grande diferença entre o material de soldagem e o metal base.
De acordo com os diferentes requisitos de resistência à corrosão e tenacidade das juntas, escolha o eletrodo que corresponda à composição química do metal base, como a soldagem de aço inoxidável duplex Cr22, você pode escolher o eletrodo Cr22Ni9Mo3, como o eletrodo E2209. Quando eletrodos ácidos são usados, a remoção de escória é boa e o formato da solda é bonito, mas a tenacidade ao impacto é baixa. Quando é necessário que o metal de solda tenha alta tenacidade ao impacto e a soldagem em todas as posições seja necessária, eletrodos alcalinos devem ser usados. Os eletrodos básicos são geralmente usados quando o suporte de raiz é soldado. Quando houver requisitos especiais para a resistência à corrosão do metal de solda, eletrodos básicos com componentes de aço super duplex também devem ser usados.
Para arame de soldagem sólido com proteção de gás, ao mesmo tempo em que garante que o metal de solda tenha boa resistência à corrosão e propriedades mecânicas, também deve ser dada atenção ao desempenho do processo de soldagem. Para arame fluxado, quando a forma de solda é necessária para ser bonita, rutilo ou titânio Para arame fluxado tipo cálcio, quando é necessária maior tenacidade ao impacto ou soldagem sob condições de maior restrição, um arame fluxado com maior alcalinidade deve ser usado.
Para soldagem a arco submerso, é aconselhável usar arame de solda com diâmetro menor para realizar soldagem multicamadas e multipasses sob especificações de soldagem de pequeno e médio porte, a fim de evitar a fragilização da zona afetada pelo calor da soldagem e do metal de solda , e use o fluxo alcalino correspondente.
4. Pontos de soldagem de aço inoxidável duplex
① Controle do processo térmico de soldagem A energia térmica da soldagem, a temperatura intercamada, o pré-aquecimento e a espessura do material afetarão a taxa de resfriamento durante a soldagem, afetando assim a estrutura e o desempenho da solda e da zona afetada pelo calor. Uma taxa de resfriamento muito rápida ou muito lenta afetará a tenacidade e a resistência à corrosão das juntas soldadas de aço duplex. Quando a taxa de resfriamento é muito rápida, causará conteúdo de fase excessivo e aumentará a precipitação de Cr2N. Se a taxa de resfriamento for muito lenta, os grãos de cristal ficarão severamente grosseiros e até mesmo alguns compostos intermetálicos frágeis, como a fase σ, podem ser precipitados. A Tabela 1 lista algumas energias de linha de soldagem recomendadas e faixas de temperatura entre passes. Ao selecionar a energia da linha, a espessura específica do material também deve ser considerada. O limite superior da energia de linha na tabela é adequado para placas grossas e o limite inferior é adequado para placas finas. Ao soldar aço duplex com 25 por cento ω(Cr) e aço super inoxidável com alto teor de liga, a fim de obter as melhores propriedades do metal de solda, recomenda-se que a temperatura máxima de interpasse seja controlada em 100 graus. Quando o tratamento térmico é necessário após a soldagem, a temperatura entre passes pode não ser limitada.
② Tratamento térmico pós-soldagem É melhor não tratar termicamente o aço inoxidável duplex após a soldagem, mas quando o conteúdo da fase no estado como soldado excede o requisito ou quando fases nocivas, como a fase σ, são precipitadas, pós-soldagem tratamento térmico de solda pode ser usado para melhorar. O método de tratamento térmico utilizado é a têmpera em água. Durante o tratamento térmico, o aquecimento deve ser o mais rápido possível, e o tempo de espera na temperatura do tratamento térmico é de 5 ~ 30min, o que deve ser suficiente para restaurar o equilíbrio das fases. A oxidação do metal é muito séria durante o tratamento térmico e a proteção de gás inerte deve ser considerada. Para o aço bifásico com 22 por cento ω (Cr), o tratamento térmico deve ser realizado na temperatura de 1050 graus C ~ 1100 graus C, enquanto o aço bifásico e o aço super bifásico com 25 por cento ω (Cr ) requerem tratamento térmico à temperatura de 1070 graus C ~ 1120 graus C Realize o tratamento térmico.
Exemplo de soldagem de vaso de pressão de aço inoxidável
O tanque flash com um diâmetro de 800 mm e uma espessura de parede de 10 mm é feito de 0Cr18Ni9.
ilustrar:
① O diâmetro do cilindro é de 800 mm e o soldador pode perfurar o cilindro para soldar. Portanto, as costuras longitudinais e circulares do cilindro são soldadas em ambos os lados por soldagem a arco de eletrodo.
② Não há furo neste equipamento, portanto a solda de fechamento só pode ser soldada por fora. A fim de garantir a qualidade da soldagem, a soldagem TIG é usada como suporte. No entanto, o metal traseiro será oxidado durante a soldagem com arco de argônio do aço inoxidável. No passado, apenas o método de enchimento de argônio na parte de trás pode ser usado para proteção. não é bom. Para solucionar esta dificuldade de processo, a Divisão de Soldagem da Nippon Oil & Fat Company desenvolveu e fabricou um arame de soldagem TIG de aço inoxidável autoprotetor, que é um arame de soldagem com revestimento especial, e o revestimento (ou seja, o revestimento ) penetrará na poça fundida após a fusão. Na parte de trás, forma-se uma densa camada protetora, que é equivalente ao papel do revestimento do eletrodo. O uso deste fio de solda é exatamente o mesmo que o fio de solda TIG comum, e o revestimento não afetará o arco frontal e a forma da poça de fusão, o que reduz muito o custo de soldagem da soldagem a arco de argônio de aço inoxidável. Neste equipamento, se for utilizada a proteção traseira de argônio, o desperdício de argônio é grave, por isso é utilizado o fio de solda autoblindado.
③ Para as soldas de ângulo entre o tubo de conexão e o flange de soldagem plana, e entre o tubo de conexão e a carcaça, em vista da forma e das condições de soldagem das soldas nesta parte, geralmente é usada a soldagem a arco de eletrodo. Se o diâmetro do tubo de conexão for muito pequeno, para reduzir a dificuldade de soldagem, a soldagem TIG também pode ser usada.
④ A solda de filete entre o suporte e o invólucro é uma solda sem pressão, e a soldagem com gás de proteção é usada (o gás de proteção é CO2 puro), que possui alta eficiência e boa forma de solda. TFW-308L é o grau de consumível de soldagem e seu modelo de consumível de soldagem é E308LT1-1 (AWS A5.22).
