ผลกระทบของการป้อนความร้อนในระหว่างการเชื่อมต่อคุณสมบัติของ UNS S31653 คืออะไร?
ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ของ UNS S31653 ฉันได้เห็นความสำคัญของการทำความเข้าใจโดยตรงว่าการป้อนความร้อนในระหว่างการเชื่อมส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมที่น่าทึ่งนี้ UNS S31653 ซึ่งเป็นสแตนเลสชนิด 316 คาร์บอนที่มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลอไรด์ที่มีสภาพแวดล้อม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นการแปรรูปทางเคมีอาหารและเครื่องดื่มและการใช้งานทางทะเล
ทำความเข้าใจกับอินพุตความร้อนในการเชื่อม
ก่อนที่จะเจาะลึกถึงผลกระทบของ UNS S31653 สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าอินพุตความร้อนในการเชื่อมหมายถึงอะไร อินพุตความร้อนคือปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนจากส่วนโค้งการเชื่อมไปยังชิ้นงาน คำนวณโดยใช้สูตร:
-
\ text {ความร้อนอินพุต} (j/mm) = \ frac {60 \ times \ text {แรงดันไฟฟ้า} (v) \ times \ text {current} (a)} {\ text {ความเร็วการเชื่อม} (mm/min)}}}
-
สูตรนี้แสดงให้เห็นว่าอินพุตความร้อนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าและสัดส่วนผกผันกับความเร็วในการเชื่อม อินพุตความร้อนที่สูงขึ้นสามารถทำได้โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าหรือลดความเร็วการเชื่อม
ผลกระทบต่อโครงสร้างจุลภาค
โครงสร้างจุลภาคของ UNS S31653 ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอินพุตความร้อนในระหว่างการเชื่อม ที่อินพุตความร้อนต่ำอัตราการระบายความร้อนค่อนข้างเร็ว การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วนี้อาจส่งผลให้โครงสร้างเมล็ดละเอียดในโซนความร้อน - ได้รับผลกระทบ (HAZ) โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างเมล็ดข้าวที่ดีกว่าจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุเช่นความแข็งแรงและความเหนียว ตัวอย่างเช่นธัญพืชขนาดเล็กทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของความคลาดเคลื่อนทำให้ยากขึ้นสำหรับรอยแตกที่จะเผยแพร่
ในทางกลับกันอินพุตความร้อนสูงนำไปสู่อัตราการระบายความร้อนที่ช้าลง ใน HAZ ของ UNS S31653 การระบายความร้อนช้านี้อาจทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าว ธัญพืชหยาบเป็นที่ต้องการน้อยกว่าเนื่องจากสามารถลดความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุได้ ยิ่งไปกว่านั้นอินพุตความร้อนสูงยังสามารถส่งเสริมการก่อตัวของเฟสที่ไม่พึงประสงค์เช่นเฟสซิกมา ((\ sigma)) เฟสซิกมาเป็นสารประกอบ intermetallic ที่แข็งและเปราะซึ่งสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกลของโลหะผสมได้อย่างมีนัยสำคัญ
ผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อน
ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ UNS S31653 อินพุตความร้อนในระหว่างการเชื่อมอาจมีผลอย่างลึกซึ้งต่อคุณสมบัตินี้ เมื่ออินพุตความร้อนสูงเกินไปการก่อตัวของเฟสซิกม่าดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้สามารถนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการแพ้ การแพ้เกิดขึ้นเมื่อโครเมียมในสแตนเลสรวมกับคาร์บอนเพื่อสร้างโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเขตของเมล็ด สิ่งนี้ทำให้เนื้อหาโครเมียมลดลงในภูมิภาคที่อยู่ติดกันสร้างพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีคลอไรด์
ในทางกลับกันอินพุตความร้อนต่ำที่ควบคุมได้ดีช่วยรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มแบบพาสซีฟบนพื้นผิวของ UNS S31653 ฟิล์มแบบพาสซีฟเป็นชั้นที่บางและป้องกันของโครเมียมออกไซด์ที่ป้องกันไม่ให้โลหะพื้นฐานทำปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อม โดยการลดการก่อตัวของเฟสที่ไม่พึงประสงค์และการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชการเชื่อมความร้อนต่ำทำให้มั่นใจได้ว่าฟิล์มพาสซีฟยังคงไม่เปลี่ยนแปลงดังนั้นจึงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของโลหะผสม
มีอิทธิพลต่อคุณสมบัติเชิงกล
คุณสมบัติเชิงกลเช่นความต้านทานแรงดึงความแข็งแรงของผลผลิตและการยืดตัวยังได้รับผลกระทบจากการป้อนความร้อนในระหว่างการเชื่อม ดังที่ได้กล่าวมาแล้วอินพุตความร้อนต่ำส่งผลให้โครงสร้างข้าวที่ดีขึ้นซึ่งโดยทั่วไปจะนำไปสู่การเพิ่มความแข็งแรง ธัญพืชที่ละเอียดกว่าให้ขอบเขตของเมล็ดมากขึ้นซึ่งขัดขวางการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนที่ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูป
ในแง่ของการยืดตัวการป้อนความร้อนที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ อินพุตความร้อนสูงสามารถลดการยืดตัวของรอยเชื่อม นี่เป็นเพราะการก่อตัวของเฟสเปราะและเมล็ดหยาบทำให้วัสดุมีความเหนียวน้อยลง การขาดความเหนียวอาจเป็นปัญหาสำคัญในการใช้งานที่วัสดุจำเป็นต้องได้รับการเปลี่ยนรูปแบบบางรูปแบบโดยไม่ล้มเหลว
เปรียบเทียบกับสแตนเลสอื่น ๆ - โลหะผสมเหล็กกล้า
เพื่อให้เข้าใจถึงพฤติกรรมของ UNS S31653 ได้ดีขึ้นมันน่าสนใจที่จะเปรียบเทียบกับสแตนเลสอื่น ๆ - โลหะผสมเหล็ก ตัวอย่างเช่นสแตนเลส 304L / UNS S30403 / 1.4306, 1.4307เป็นสแตนเลสออสเทนนิติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในขณะที่ทั้ง 304L และ UNS S31653 เป็นอัลลอยด์ออสเทนนิติก UNS S31653 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้นเนื่องจากปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงขึ้น ในแง่ของการป้อนความร้อนในระหว่างการเชื่อม 304L ยังมีความไวต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าวและการแพ้ที่อินพุตความร้อนสูง แต่เนื้อหาโลหะผสมที่สูงขึ้นของ S31653 UNS ให้ความต้านทานต่อปัญหาเหล่านี้มากขึ้น
สแตนเลส 254SMO / F44 / UNS S31254 / 1.4547เป็นสแตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่มีองค์ประกอบการผสมที่สูงขึ้น มันมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวสูง เมื่อพูดถึงอินพุตความร้อน 254SMO ก็มีแนวโน้มที่จะก่อตัวของเฟส intermetallic ที่อินพุตความร้อนสูง แต่เนื้อหาโลหะผสมที่สูงขึ้นนั้นให้ความอดทนมากขึ้นเมื่อเทียบกับ UNS S31653
สแตนเลส 321H / UNS S32109 / 1.4878มีไทเทเนียมซึ่งช่วยป้องกันการแพ้ อย่างไรก็ตามมันยังต้องการการควบคุมอินพุตความร้อนที่เหมาะสมในระหว่างการเชื่อมเพื่อหลีกเลี่ยงการเติบโตของเมล็ดข้าวและปัญหาอื่น ๆ UNS S31653 โดยไม่ต้องเพิ่มไทเทเนียมต้องอาศัยการควบคุมอินพุตความร้อนเพื่อรักษาคุณสมบัติ
การควบคุมอินพุตความร้อนเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ดีที่สุดของ UNS S31653 ในระหว่างการเชื่อมจึงเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมอินพุตความร้อน สามารถทำได้โดยเลือกกระบวนการเชื่อมพารามิเตอร์และความเร็วการเชื่อมที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นการเชื่อมอาร์คทังสเตนแก๊ส (GTAW) มักจะเป็นที่ต้องการสำหรับการเชื่อม UNS S31653 เนื่องจากช่วยให้สามารถควบคุมอินพุตความร้อนได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับกระบวนการอื่น ๆ
เมื่อตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมขอแนะนำให้ใช้อินพุตความร้อนต่ำสุดที่เป็นไปได้ซึ่งยังคงอนุญาตให้ใช้ฟิวชั่นที่เหมาะสม สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการใช้กระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่าและแรงดันไฟฟ้าและความเร็วในการเชื่อมที่สูงขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้การรักษาความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมด้วยการเชื่อมในบางกรณีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติของข้อต่อเชื่อม
สรุปและเรียกร้องให้ดำเนินการ
โดยสรุปการป้อนความร้อนในระหว่างการเชื่อมมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างจุลภาคความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกลของ UNS S31653 ในฐานะซัพพลายเออร์ของโลหะผสมที่มีคุณภาพสูงนี้ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการให้ลูกค้าด้วยวัสดุที่มีคุณภาพดีที่สุดไม่เพียง แต่ความรู้ที่จะจัดการได้อย่างถูกต้อง ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอุตสาหกรรมการแปรรูปเคมีภาคอาหารและเครื่องดื่มหรืออุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ต้องใช้การกัดกร่อน - วัสดุที่ทนได้การเลือกอินพุตความร้อนที่เหมาะสมในระหว่างการเชื่อมสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในประสิทธิภาพและอายุยืนของผลิตภัณฑ์ของคุณ
หากคุณสนใจที่จะซื้อ UNS S31653 หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการเชื่อมและแอปพลิเคชันฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อฉัน ฉันมีความสุขมากกว่าที่จะช่วยเหลือคุณในการตัดสินใจที่ถูกต้องสำหรับโครงการของคุณ
การอ้างอิง
1.AST ASM HANSBOOK เล่มที่ 6: การเชื่อมการประสานและการบัดกรี ASM International
2.Lippold, JC, & Kotecki, DJ (2005) การเชื่อมโลหะวิทยาและความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิม ไวลีย์
3.steels: โลหะและแอปพลิเคชัน รุ่นที่สาม Ra Cottrell Butterworth - Heinemann
