Karat pada keluli tahan karat selepas kimpalan adalah sakit kepala biasa bagi kebanyakan jurutera dan pembina. Melihat karat kuning di sekeliling kimpalan pada permukaan asalnya licin, reaksi pertama orang selalunya "adakah bahan yang dibeli itu palsu?" Malah, dalam kebanyakan kes, bahan itu asli, dan masalahnya terletak pada proses kimpalan yang diperlukan itu sendiri, yang memecahkan keseimbangan keluli tahan karat yang halus.
1. Bagaimanakah azimat keluli tahan karat berfungsi?
-
Penghalang teras: filem kromium oksida
Kandungan kromium dalam keluli tahan karat biasanya melebihi 10.5%. Apabila terdedah kepada udara, kromium akan bertindak balas dengan pantas dengan oksigen, membentuk filem pempasifan kromium oksida (Cr₂O₃) yang sangat nipis (kira-kira 1-3 nanometer) tetapi sangat tumpat di permukaan. Filem ini tidak dapat dilihat dengan mata kasar, tetapi ia boleh dilekatkan dengan kuat seperti perisai, dengan berkesan mengasingkan sentuhan antara matriks keluli dan media menghakis.
-
Metafora yang jelas:
Filem pasif ini seperti kulit manusia. Kulit yang baik boleh menahan bakteria luar; Kimpalan adalah bersamaan dengan "bakar dalam" di kawasan tempatan, dan kulitnya musnah. Jika ia tidak ditangani dengan betul dalam masa, luka akan dijangkiti dan meradang.
2. Analisis pengaruh medan haba kimpalan ke atas struktur mikro dan sifat keluli
(1) Fenomena "kekurangan kromium" dalam zon terjejas haba (HAZ)-dorongan paling asas.
Ini adalah sebab teras dan paling profesional untuk karat sendi. Apabila suhu kimpalan mencapai julat sensitif 450 darjah hingga 850 darjah (terutama semasa penyejukan perlahan), kromium dalam keluli tahan karat akan bergabung dengan karbon dan mendakan kromium karbida (CRC) di sepanjang sempadan butiran.
- Akibat yang serius: kromium "dikunci" dalam karbida dan tidak boleh mengambil bahagian dalam pembentukan filem pasif. Ini membawa kepada penurunan mendadak dalam kandungan kromium dalam kawasan sempadan butiran sekitar karbida (iaitu, "kromium-lemah"), dan kadangkala lebih rendah daripada nilai kritikal 10.5% untuk mengekalkan rintangan karat.
- Prestasi intuitif: dalam persekitaran yang menghakis (walaupun dalam udara lembap), kromium-sempadan butiran yang lemah akan menjadi laluan kakisan keutamaan. Kakisan berkembang ke dalam di sepanjang sempadan butiran, membentuk garisan karat yang boleh dilihat pada kedua-dua belah kimpalan, yang secara profesional dipanggil "kakisan antara butiran". Dalam kes yang teruk, bahan itu mungkin pecah di sepanjang sempadan butiran.
(2) "Perubahan Fizikal" Badan Kimpalan
- Campurkan-bahan: Jika anda menggunakan logam pengisi yang salah ((seperti mengimpal keluli 304 dengan wayar 308) atau tetapan anda dimatikan, kimpalan mungkin tidak mempunyai bahan yang sama di dalamnya seperti logam asas, yang boleh menjadikannya lebih cepat berkarat.
- Isu saiz butiran: Bahagian tengah kimpalan cair dan berubah, menjadikan kristal lebih besar daripada logam asal. Kristal besar biasanya bermaksud perlindungan karat yang lebih lemah.
- Pengayaan dan kecacatan kekotoran: kekotoran, keliangan dan kemasukan sanga boleh diperkenalkan semasa kimpalan, yang menjadi titik permulaan kakisan.
(3) Pemusnahan keadaan permukaan
- Pengoksidaan dan warna pembajaan: pada suhu tinggi, skala oksida tebal (biru, ungu, kuning dan warna pembajaan lain) akan terbentuk dalam kimpalan dan sekitarnya. Skala oksida ini longgar dan berliang, dan logam di bawahnya masih dalam -keadaan buruk kromium, dan warna itu sendiri adalah permulaan kakisan.
- Peningkatan kekasaran: sanga kimpalan dan percikan membuat permukaan kasar, yang menjadikannya lebih mudah untuk menyerap kelembapan dan ion menghakis, dan tidak mudah untuk membentuk filem pempasifan yang lengkap.
3. operasi biasa yang memburukkan masalah dalam pertempuran sebenar
- Kegagalan menggunakan bahan kimpalan yang sesuai: Jika elektrod tertutup keluli karbon biasa disalahgunakan semasa mengimpal keluli tahan karat 316L, rintangan kakisan kimpalan akan musnah sepenuhnya.
- Kekurangan gas pelindung atau perlindungan yang tidak mencukupi: Dalam kimpalan terlindung gas lengai, aliran gas dan ketulenan tidak mencukupi atau masa seret penutup adalah singkat, yang akan membawa kepada pencerobohan udara kimpalan pada suhu tinggi dan pengoksidaan yang serius.
- Parameter kimpalan yang tidak betul: tenaga talian yang berlebihan (arus tinggi dan voltan, kelajuan perlahan) akan menjadikan zon terjejas haba lebih luas dan kekurangan kromium lebih serius.
- Tiada rawatan selepas kimpalan: ia dianggap bahawa "kimpalan sudah cukup", dan kimpalan dan kawasan sekitarnya tidak dibersihkan, jeruk atau pasif, yang bersamaan dengan terus mendedahkan luka "terbakar".
4. Penyelesaian profesional: daripada pencegahan kepada pembaikan
Peringkat pencegahan:
- Padanan bahan: pilih-karbon rendah atau keluli tahan karat yang mengandungi unsur penstabil (seperti 304L dan 316L, atau 321 dan 347 yang mengandungi titanium/niobium). Mereka boleh mengurangkan pemendakan kromium karbida.
- Kawalan proses: mengamalkan kelajuan kimpalan arus rendah dan pantas untuk mengurangkan input haba; Memastikan perlindungan gas lengai mencukupi dan berkesan; Jika perlu, panaskan plat tebal atau kawal suhu interlayer untuk mengelakkan kekal dalam julat suhu pemekaan.
- Pemilihan bahan kimpalan: pilih bahan kimpalan dengan komposisi kimia yang sepadan atau lebih baik (seperti kimpalan 304 dengan bahan kimpalan 316 untuk meningkatkan kandungan molibdenum).
Pasca-rawatan kimpalan:
(1) Pembersihan mekanikal: Gunakan roda pengisar keluli tahan karat khas atau berus dawai (yang mestilah khas untuk keluli tahan karat untuk mengelakkan pencemaran keluli karbon) untuk mengeluarkan sanga kimpalan dan percikan.
(2) Pempasifan penjerukan asid: ini adalah langkah teras untuk memulihkan rintangan kakisan.
- Penjerukan: gunakan asid nitrik-larutan campuran asid hidrofluorik untuk mengeluarkan skala oksida dan kromium-lapisan lemah dalam zon kimpalan dan haba yang terjejas.
- Pempasifan: Rawat dengan larutan pempasifan seperti asid nitrik atau asid sitrik untuk menggalakkan permukaan membentuk filem kromium oksida yang lengkap dan padat semula.
(3) Penggilapan elektrolitik: untuk produk-permintaan tinggi, permukaan boleh diratakan dengan penggilap elektrolitik dan filem pempasifan yang sangat baik boleh diperoleh pada masa yang sama.
