Rust på rustfritt stål etter sveising er en vanlig hodepine for mange ingeniører og konstruktører. Når man ser på den gule rusten rundt sveisen på den opprinnelig glatte overflaten, er folks første reaksjon ofte "er materialet kjøpt falsk?" Faktisk er materialet i de fleste tilfeller ekte, og problemet ligger i den nødvendige sveiseprosessen, som bryter den delikate balansen til rustfritt stål.
1. Hvordan fungerer amuletten i rustfritt stål?
-
Kjernebarriere: kromoksidfilm
Krominnholdet i rustfritt stål overstiger vanligvis 10,5 %. Når det utsettes for luft, vil krom reagere raskt med oksygen, og danne en veldig tynn (ca. 1-3 nanometer) men ekstremt tett kromoksid (Cr₂O₃) passiveringsfilm på overflaten. Denne filmen er usynlig for det blotte øye, men den kan festes godt som rustning, og effektivt isolere kontakten mellom stålmatrise og etsende medier.
-
En levende metafor:
Denne passiveringsfilmen er som menneskehud. God hud kan motstå eksterne bakterier; Sveising tilsvarer en «dyp forbrenning» i nærområdet, og huden blir ødelagt. Hvis det ikke håndteres riktig i tide, vil såret bli infisert og betent.
2. Analyse av påvirkningen av sveisetermisk felt på stålets mikrostruktur og egenskaper
(1) Fenomenet "krommangel" i varmepåvirket sone (HAZ)-den mest grunnleggende indusering.
Dette er kjernen og den mest profesjonelle årsaken til fugerust. Når sveisetemperaturen når det følsomme området 450 grader til 850 grader (spesielt under langsom avkjøling), vil krom i rustfritt stål kombineres med karbon og utfelle kromkarbid (CRC) langs korngrensen.
- Alvorlige konsekvenser: krom er "låst" i karbid og kan ikke delta i dannelsen av passiv film. Dette fører til en kraftig nedgang i krominnholdet i korngrenseområdet rundt karbid (det vil si "krom-dårlig"), og noen ganger til og med lavere enn den kritiske verdien på 10,5 % for å opprettholde rustmotstanden.
- Intuitiv ytelse: I korrosive omgivelser (selv i fuktig luft) vil krom-dårlige korngrenser bli den foretrukne korrosjonsveien. Korrosjon utvikles innover langs korngrensen, og danner en synlig rustlinje på begge sider av sveisen, som profesjonelt kalles "intergranulær korrosjon". I alvorlige tilfeller kan materialet til og med bryte langs korngrensen.
(2) "Fysisk endring" av sveiselegemet
- Bland-materialer: Hvis du bruker feil tilsatsmetall ((som sveising av 304-stål med 308-tråd) eller innstillingene er av, kan det hende sveisen ikke har de samme tingene i seg som grunnmetallet, noe som kan få den til å ruste raskere.
- Problemer med kornstørrelse: Midten av sveisen smelter og reformeres, og lager større krystaller enn det originale metallet. Store krystaller betyr vanligvis svakere rustbeskyttelse.
- Urenhetsanrikning og defekter: urenheter, porøsitet og slagg-inkludering kan introduseres under sveising, som blir utgangspunktet for korrosjon.
(3) Ødeleggelse av overflatetilstand
- Oksidasjon og tempereringsfarge: ved høy temperatur vil en tykk oksidskala (blå, lilla, gul og andre tempereringsfarger) dannes i sveisen og dens nærhet. Denne oksidskalaen er løs og porøs, og metallet under det er fortsatt i en-dårlig tilstand av krom, og selve fargen er begynnelsen på korrosjon.
- Økt ruhet: sveiseslagg og sprut gjør overflaten ru, noe som gjør det lettere å absorbere fuktighet og korrosive ioner, og det er ikke lett å danne en fullstendig passiveringsfilm.
3. vanlige operasjoner som forverrer problemer i faktisk kamp
- Manglende bruk av egnede sveisematerialer: Hvis vanlig karbonstålbelagt elektrode misbrukes ved sveising av 316L rustfritt stål, vil sveisens korrosjonsmotstand bli fullstendig ødelagt.
- Mangel på dekkgass eller utilstrekkelig beskyttelse: Ved inertgassskjermet sveising er ikke gasstrømmen og renheten nok eller trekketiden for dekselet er kort, noe som vil føre til luftinntrenging av sveisen ved høy temperatur og alvorlig oksidasjon.
- Feil sveiseparametere: overdreven linjeenergi (høy strøm og spenning, lav hastighet) vil gjøre den varmepåvirkede sonen bredere og krommangelen mer alvorlig.
- Ingen behandling etter sveising: det anses at "sveising er nok", og sveisen og omkringliggende områder blir ikke renset, syltet eller passivert, noe som tilsvarer direkte å blottlegge det "brente" såret.
4. Profesjonelle løsninger: fra forebygging til reparasjon
Forebyggingsstadiet:
- Materialtilpasning: velg stabiliserende elementer med lite-karbon eller rustfritt stål (som 304L og 316L, eller 321 og 347 som inneholder titan/niob). De kan redusere utfellingen av kromkarbid.
- Prosesskontroll: vedta lav strøm og rask sveisehastighet for å redusere varmetilførselen; Sørg for at inertgassbeskyttelsen er tilstrekkelig og effektiv; Om nødvendig, forvarm den tykke platen eller kontroller mellomlagstemperaturen for å unngå å holde seg i sensibiliseringstemperaturområdet.
- Valg av sveisemateriale: velg sveisemateriale med matchende kjemisk sammensetning eller enda bedre (som sveising 304 med 316 sveisemateriale for å øke molybdeninnholdet).
Etter-sveisebehandling:
(1) Mekanisk rengjøring: Bruk en spesiell rustfri slipeskive eller stålbørste (som må være spesiell for rustfritt stål for å unngå forurensning av karbonstål) for å fjerne sveiseslagg og sprut.
(2) Passivering av syrebeising: dette er kjernetrinnet for å gjenopprette korrosjonsmotstanden.
- Beising: bruk salpetersyre-blandet flussyreløsning for å fjerne oksidbelegg og krom-fattige lag i sveise- og varmepåvirket sone.
- Passivering: Behandle med passiveringsløsning som salpetersyre eller sitronsyre for å fremme overflaten til å danne en fullstendig og tett kromoksidfilm igjen.
(3) Elektrolytisk polering: For høy-etterspørselsprodukter kan overflaten jevnes ut ved elektrolytisk polering, og en utmerket passiveringsfilm kan oppnås samtidig.
