Scritto da: Emma, Ingegnere Tecnico Vendite Reviewed by: Ethan, Ingegnere Materiali
L'acciaio inossidabile duplex UNS S32205 2205 deve la sua combinazione di resistenza e resistenza alla corrosione a una microstruttura equilibrata in due fasi di austenite e ferrite.per questo la saldatura duplex richiede un controllo più stretto dell'input di calore, temperatura di passaggio e velocità di raffreddamento rispetto all'acciaio inossidabile austenitico ordinario.Questo articolo spiega cosa succede alla struttura durante la saldatura e come specificare il processo in modo che la saldatura finita mantenga le sue proprietà desiderate.
S32205 si basa su una struttura austenite-ferrite approssimativamente equilibrata. The goal of welding control is not to eliminate ferrite — ferrite is a normal and required part of duplex stainless steel — but to achieve a phase balance and weld properties that meet the applicable standard and project requirements.
Questa è la differenza fondamentale rispetto alla saldatura di un grado completamente austenitico: il percorso di raffreddamento determina direttamente l'equilibrio di fase finale, quindi il saldatore gestisce efficacemente la microstruttura,non solo unendo due pezzi di metallo.
Durante la saldatura il materiale si scioglie localmente e la regione ad alta temperatura è prevalentemente ferritica.e la procedura di saldatura insieme determinano quanto austenite riforme e quindi il bilancio di fase finale del giunto.
È importante distinguere tre zone: il metallo di saldatura è la miscela solidificata di riempimento e metallo base; la zona di fusione è dove la saldatura incontra il metallo base;e la zona colpita dal calore (HAZ) è il metallo base che è stato riscaldato ma non fusoOgni zona ha una storia termica diversa e deve essere considerata separatamente.
L'input di calore è una funzione della corrente, della tensione e della velocità di percorrenza, e determina direttamente la velocità di raffreddamento della saldatura.che può lasciare troppa ferrite perché non c'è abbastanza tempo per l'austenite a riformareL'elevato consumo di calore e il lento percorso producono un raffreddamento più lento, che può portare alla crescita del grano e ad altri cambiamenti microstrutturali indesiderati.
Non esiste un unico input di calore corretto che si adatti a ogni spessore, posizione e processo.che è stato sviluppato per l'articolazione specifica e convalidato da una qualifica di proceduraIl principio è quello di mantenere l'input di calore all'interno della finestra qualificata abbastanza elevato da consentire la formazione di austenite e abbastanza basso da evitare il surriscaldamento.
L'input di calore è solitamente espresso in funzione dell'energia di arco per unità di lunghezza, combinando corrente, tensione e velocità di percorrenza.aumenta l'input di calore e rallenta il raffreddamentoLa gestione di queste tre variabili insieme è ciò che mantiene la saldatura entro la finestra qualificata.
L'equilibrio di fase è importante perché le proprietà dell'acciaio inossidabile duplex derivano dalla combinazione delle due fasi.Troppo poca austenite compromette le prestazioni generali del duplexAllo stesso tempo, massimizzare l'austenite non è l'obiettivo, l'obiettivo è una struttura equilibrata e sana che soddisfi le specifiche.
Ciò che conta come equilibrio di fase accettabile è definito dalla norma, dal codice, dalla specifica del progetto e dai requisiti di prova applicabili, non da un singolo numero universale.La struttura finale deve essere verificata in base a tali requisiti piuttosto che giudicata a vista o con una percentuale fissa.
L'eccesso di ferrite è una vera preoccupazione perché le saldature ricche di ferrite tendono ad avere una minore durezza e duttilità, e la loro resistenza alla corrosione può soffrire.una saldatura priva di austenite perde la struttura equilibrata che dà all'acciaio inossidabile duplex la sua reputazioneL'obiettivo è un risultato controllato ed equilibrato, verificato da misurazioni e test, non una congettura in entrambi gli estremi.
La temperatura di interfase, il numero di passaggi, il pre riscaldamento, il raffreddamento tra i passaggi e la sequenza di saldatura determinano il ciclo termico.ciclo termico limitato piuttosto che il pre-riscaldamento e le alte temperature di passaggio comuni nella saldatura in acciaio al carbonioLasciare scaldare il pezzo di lavoro o aggiungere precalore inutile non aumenta semplicemente l'austenite, ma può produrre esattamente il surriscaldamento che degrada l'articolazione.
La temperatura di passaggio corretta e la sequenza di passaggio sono incluse nel WPS. Sono impostate per mantenere il ciclo termico all'interno del range qualificato,e dovrebbero essere seguiti piuttosto che improvvisati dalla pratica dell'acciaio al carbonio.
La temperatura di pre-riscaldamento e di interpassaggio non sono strumenti per forzare più austenite; sono parametri da mantenere entro un intervallo controllato.Lasciare che l'articolazione rimanga calda tra i passaggi può causare lo stesso danno causato dal surriscaldamento dell'immissione di calore eccessivo, quindi la sequenza di passaggio e il raffreddamento tra i passaggi dovrebbero seguire il WPS piuttosto che le abitudini dell'acciaio al carbonio.
Il riempitore duplex è scelto in modo che il metallo di saldatura raggiunga un equilibrio austenite-ferrite adeguato e resistenza alla corrosione.ma la classificazione specifica del riempitore deve essere confermata rispetto allo standard AWS/ASME applicabile e al WPS per il processo e la posizioneLa composizione chimica del riempitore non è semplicemente la stessa del metallo base; è in genere regolata per aiutare la saldatura a raggiungere il giusto equilibrio di fase dopo il suo particolare percorso di raffreddamento.
L'azoto e' una parte fondamentale della progettazione del riempitore duplex, perche' l'azoto stabilizza l'austenite.metallo di riempimento con un adeguato contenuto di azoto aiuta il metallo di saldatura a riformare l'austenite durante il raffreddamento e recuperare una struttura equilibrataQuesto è uno dei motivi per cui il riempitore non è una semplice copia della chimica del metallo base e perché la classificazione corretta è importante per l'equilibrio di fase e la resistenza alla corrosione.
S32205 può essere saldato con i processi di arco più comuni: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) e, se del caso, SAW.GTAW offre un controllo preciso per radici e piccole articolazioni, mentre GMAW e SAW sono adatti a lavori di deposizione più elevati ma tutti richiedono la stessa disciplina fondamentale di controllo del ciclo termico e di schermatura della saldatura.
Indipendentemente dal processo scelto, la schermatura è fondamentale perché previene la perdita di azoto e l'ossidazione della vasca di saldatura,entrambe possono compromettere l'equilibrio di fase e la resistenza alla corrosione che la procedura sta cercando di preservare.
La verifica comprende in genere l'ispezione visiva, l'esame non distruttivo, la misurazione del ferrito, le prove meccaniche e, se necessario, le prove di corrosione, tutte documentate attraverso il WPS/PQR.La misurazione della ferrite è un utile controllo dell'equilibrio di fase,ma un singolo numero di ferrite non dimostra di per sé che l'articolazione è accettabile. Deve essere letto insieme ai risultati delle prove meccaniche e di corrosione e ai criteri di accettazione del disciplinare..
L'esame non distruttivo delle saldature duplex può comprendere l'ispezione visiva, la radiografia o la prova ad ultrasuoni a seconda del giunto e la prova del penetrante liquido per i difetti di rottura superficiale.I metodi e i criteri di accettazione specifici delle NDE derivano dal codice applicabile e dalla specifica del progetto., e devono essere elencati nella documentazione di saldatura.
| Problemi | Causa tipica | Impresa di approvvigionamento / Ingegneria |
|---|---|---|
| Ferrite in eccesso | Rifrescamento rapido / insufficiente formazione di austenite | Durezza/corrosione |
| Esposizione eccessiva al calore | Input di calore eccessivo / raffreddamento lento | Modifiche della microstruttura |
| Scudo scadente | Problema dell'atmosfera / procedura di saldatura | Rischio di perdita di azoto/corrosione |
| Interpass troppo alto | Inadeguato raffreddamento tra i passaggi | Ciclo termico non controllato |
| Riempitore sbagliato | Non corrispondenza chimica | Bilancio di fase / corrosione |
| Diluzione eccessiva | Interazione metallo base/riempitivo | Chimica delle saldature |
Ognuno di questi problemi risale a una variabile di processo che il WPS esiste per controllare.La conclusione è che una saldatura "bella" non è sufficiente. La storia termica e la chimica devono essere verificate., perché determinano se la giunzione offre effettivamente prestazioni duplex.
Un RFQ di saldatura per S32205 deve indicare almeno: UNS S32205, forma del prodotto, specifiche del metallo base, processo di saldatura, metallo di riempimento, WPS/PQR, controllo dell'ingresso di calore, temperatura di passaggio, gas di schermatura,requisiti di ferrite o di bilanciamento di fase, NDE, test meccanici o di corrosione, qualificazione del saldatore, MTC e tracciabilità.che invita alla variazione del processo.
Q1: L'UNS S32205 è difficile da saldare?
È saldabile, ma ha bisogno di un controllo più stretto dell'input di calore, della temperatura interpassata e del tasso di raffreddamento rispetto a un grado completamente austenitico per preservare l'equilibrio di fase.
D2: Perché l'input di calore è importante quando si salda S32205?
L'input di calore controlla la velocità di raffreddamento, che determina la quantità di austenite che si riforma e quindi il bilanciamento finale tra ferrite e austenite della saldatura.
D3: Cosa succede se l'acciaio inossidabile duplex raffredda troppo rapidamente?
Il raffreddamento rapido può lasciare troppa ferrite perché l'austenite non ha abbastanza tempo per riformarsi, il che può ridurre la durezza e la resistenza alla corrosione.
D4: Cosa succede se S32205 riceve un calore eccessivo?
Il raffreddamento lento causato da un'eccessiva assunzione di calore può causare la crescita del grano e altri cambiamenti microstrutturali indesiderati che degradano le proprietà.
Q5: Qual è il equilibrio ideale tra ferrite e austenite per la saldatura 2205?
Non esiste un numero universale unico; il saldo accettabile è definito dallo standard, dal codice e dalla specifica del progetto applicabile.
D6: S32205 richiede un pre riscaldamento prima della saldatura?
L'acciaio inossidabile duplex generalmente non richiede un pre riscaldamento come l'acciaio al carbonio; un pre riscaldamento incontrollato può surriscaldare il giunto.
D7: Quale metallo di riempimento è comunemente usato per S32205?
Un riempitore duplex di tipo 2209 è comunemente indicato, ma la classificazione esatta deve essere confermata rispetto allo standard AWS/ASME e al WPS.
D8: Come si misura la ferrite in una saldatura duplex?
Il contenuto di ferrite viene in genere misurato con uno strumento che riporta un numero di ferrite, utilizzato insieme a prove meccaniche e di corrosione come controllo dell'equilibrio di fase.
D9: Si può saldare S32205 con GTAW o TIG?
GTAW/TIG è comunemente usato per il suo controllo, insieme a GMAW, SMAW e SAW per altre applicazioni.
D10: Cosa dovrebbe includere una specifica di saldatura S32205?
UNS S32205, forma del prodotto, processo di saldatura, riempitore, WPS/PQR, ingresso di calore, temperatura di interpassaggio, schermatura, requisiti in materia di ferrite, NDE e test.
Una saldatura sana S32205 inizia con il giusto materiale di base e una procedura qualificata.condividere la forma del prodotto e i requisiti del progetto e possiamo aiutarti a specificarlo correttamente.
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Disclaimer: questo articolo è solo per informazioni generali e non è una procedura o una specifica di saldatura.I parametri di saldatura e i criteri di accettazione devono essere stabiliti da un ingegnere di saldatura qualificato in base al codice e alle norme applicabili..
