กุญแจสำคัญในการพิจารณาว่าอิเล็กโทรดการเชื่อมเข้ากันได้กับโลหะฐานหรือไม่คือการตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล ความสามารถในการเชื่อม และความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมการบริการ เพื่อให้มั่นใจว่าโลหะเชื่อมและโลหะฐานมีความสอดคล้องกันในแง่ของความแข็งแรง ความเหนียว และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ป้องกันการแตกร้าวหรือความเสียหายก่อนเวลาอันควร
1. ความเข้ากันได้ขององค์ประกอบทางเคมี: การป้องกันความไม่เข้ากันของโลหะวิทยา
เทียบเท่าคาร์บอนที่คล้ายกัน (Ceq): ความแตกต่างในเทียบเท่าคาร์บอนระหว่างโลหะฐานและโลหะเชื่อมควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05% เพื่อป้องกันการเปราะของพื้นที่-ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
การประสานงานองค์ประกอบโลหะผสม:
เหล็กกล้าคาร์บอน/เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ- → เลือกซีรีส์ E50 (เช่น E5015)
เหล็กกล้าแม่พิมพ์ H13 → ชอบ E309L-16 หรือ ENiCrFe-2 โดยใช้ชั้นบัฟเฟอร์ออสเทนนิติกเพื่อดูดซับความเครียด
สเตนเลสสตีลออสเทนนิติก (304/316) → ใช้ E308L-16 เพื่อให้การจับคู่คาร์บอนต่ำเป็นพิเศษ
โลหะผสมที่มีนิกเกิล- → ใช้ ENiCrFe-2 ซึ่งมีองค์ประกอบใกล้เคียงกันและต้านทานการแตกร้าวได้ดีกว่า
2. การจับคู่คุณสมบัติทางกล: ความสมดุลของความแข็งแกร่งและความเหนียว
|
ประเภทวัสดุฐาน |
อิเล็กโทรดที่แนะนำ |
ข้อควรพิจารณาในการจับคู่จุดแข็ง |
|
เหล็กกล้าคาร์บอน Q235/Q345 |
E5015 (J507) |
ความต้านทานแรงดึงของการเชื่อม มากกว่าหรือเท่ากับ 490MPa เทียบได้กับวัสดุฐาน |
|
20CrMo และเหล็กโลหะผสมอื่นๆ |
E5018 (J507Fe) |
ผงเหล็กช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสะสม การจับคู่ความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี |
|
เหล็กแม่พิมพ์ H13 (50HRC) |
E309L-16 |
ไม่จำเป็นต้องใช้ความแข็งแรงเท่ากัน โดยเน้นที่การบัฟเฟอร์ความเค้นและการต้านทานการแตกร้าว |
|
สแตนเลส 304 |
E308L-16 |
ความแข็งแรงของผลผลิต มากกว่าหรือเท่ากับ 205MPa ตรงตามเงื่อนไขการทำงานที่อุณหภูมิสูง- |
หลักการสำคัญ: หลีกเลี่ยง "ความแข็งแรงสูงแต่มีความแข็งแรงสูง" ซึ่งนำไปสู่ความเครียดจากการควบคุมมากเกินไป หรือ "ความแข็งแรงสูงแต่มีความแข็งแรงสูง" ที่ทำให้ข้อต่ออ่อนแอ
3. การจับคู่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและการนำความร้อน
ความแตกต่างที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การแตกร้าวจากความเครียดจากความร้อนได้ง่าย: สำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าไร้สนิม → ให้ใช้ E309L-16 เป็นวัสดุเปลี่ยนผ่านเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนอยู่ในระดับปานกลาง สำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าแม่พิมพ์และโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก → ให้ใช้ ERNiCr-3 หรือ ENiCrFe-2 ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอยู่ใกล้กว่า
ตัวอย่าง: เมื่อเชื่อมต่อท่อร่วมทางวิ่งร้อน (เหล็กกล้าคาร์บอน) เข้ากับหัวฉีด (H13) การใช้ E309L-16 จะช่วยบรรเทาความเครียดจากความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. การปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมการบริการ
|
สภาพแวดล้อม |
ข้อกำหนดที่ตรงกัน |
อิเล็กโทรดที่แนะนำ |
|
High Temperature Conditions (>300 องศา) |
ป้องกัน-ออกซิเดชัน ป้องกัน-การคืบ |
E309L-16, ENiCrFe-2 |
|
การปั่นจักรยานด้วยความร้อนบ่อยครั้ง |
ความเหนียวสูง การหดตัวต่ำ |
ENiCrFe-2, E308L-16 |
|
สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง (เช่น ฤดูฝนหวู่ฮั่น) |
ไฮโดรเจนต่ำ ทนความชื้นได้ดี |
E5015, E5018 (ใช้หลังจากการอบแห้ง) |
5. ขั้นตอนการตัดสินเชิงปฏิบัติ
ยืนยันเกรดวัสดุฐาน: กำหนดผ่านข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุหรือการวิเคราะห์สเปกตรัม
ตรวจสอบคำแนะนำเกี่ยวกับอิเล็กโทรด: ตรวจสอบวัสดุฐานที่แนะนำ คุณสมบัติทางกล และข้อกำหนดในการทำให้แห้ง
ประเมินสภาวะการทำงาน: ไม่ว่าจะเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือการหมุนเวียนด้วยความร้อน
ตรวจสอบความเป็นไปได้ของกระบวนการ: รองรับการอุ่นก่อน การเชื่อมหลาย-ชั้น และ-การปฏิบัติงานที่ไซต์งานหรือไม่
มาตรฐานขั้นสุดท้าย: หลังการเชื่อม MT+UT ตรวจไม่พบรอยแตกร้าว และความแข็งน้อยกว่าหรือเท่ากับ 350HV ซึ่งบ่งชี้ว่าการจับคู่สำเร็จ
