Proses pengelasan dan tindakan pencegahan baja tahan karat dupleks 2205
Karakteristik struktural: Austenit dan ferit dalam larutan padat di rumah kaca masing-masing berjumlah sekitar setengahnya, dan memiliki karakteristik struktur fase ganda. Ini mempertahankan jumlah konduktor yang rendah, ketahanan terhadap lubang, retak dan karakteristik korosi tegangan klorida dari baja tahan karat feritik. Ia memiliki keunggulan berupa ketangguhan yang baik, suhu transisi getas yang rendah, ketahanan terhadap korosi intergranular, sifat mekanik dan kemampuan las yang baik.
Kekuatan luluh dan ketahanan korosi tegangan dari baja tahan karat dupleks hampir dua kali lipat dari baja tahan karat austenitik, yang dapat menghemat material pada tingkat tekanan yang sama. Koefisien ekspansi linier baja tahan karat austenitik lebih rendah dibandingkan baja tahan karat austenitik dan mendekati baja karbon rendah. Membuat sambungan antara baja tahan karat dupleks dan baja karbon lebih sesuai memiliki arti penting dalam bidang teknik. Penempaan dan stamping dingin lebih rendah daripada baja tahan karat austenitik.
Kemampuan las: Baja tahan karat dupleks 2205 memiliki kemampuan las yang baik dan memiliki sensitivitas rendah terhadap retakan dingin dan panas selama pengelasan. Biasanya tidak ada pemanasan awal sebelum pengelasan dan tidak ada perlakuan panas setelah pengelasan. Karena kandungan nitrogen yang tinggi, kecenderungan ferit fase tunggal di zona yang terkena dampak panas adalah kecil. Ketika bahan las dipilih dengan benar dan energi jalur las dikontrol pada saat ini, kinerja keseluruhannya baik.
Retak panas: Sensitivitas retak panas jauh lebih rendah dibandingkan baja tahan karat austenitik. Hal ini dikarenakan kandungan nikelnya tidak tinggi, pengotor yang mudah membentuk eutektik titik leleh rendah sangat rendah, dan lapisan cairan titik leleh rendah tidak mudah terbentuk. Selain itu, tidak ada bahaya pertumbuhan biji-bijian yang cepat pada suhu tinggi.
Penggetasan pada zona yang terkena panas: Masalah utama dengan pengelasan baja tahan karat dupleks bukanlah pada lasan, tetapi pada zona yang terkena panas. Karena zona yang terkena dampak panas berada dalam keadaan non-ekuilibrium pendinginan cepat di bawah aksi siklus panas pengelasan, lebih banyak ferit selalu tertahan setelah pendinginan, yang meningkatkan kecenderungan korosi dan kerentanan retak (kerapuhan) yang disebabkan oleh hidrogen.
Metalurgi pengelasan: Selama proses pengelasan baja tahan karat dupleks, serangkaian perubahan terjadi pada struktur mikro logam las dan zona yang terkena panas di bawah pengaruh siklus termal. Pada suhu tinggi, struktur metalografi baja tahan karat dupleks adalah ferit, dan austenit mengendap selama pendinginan. Banyaknya curah hujan austenit dipengaruhi oleh banyak faktor.
Sifat mekanik dan ketahanan korosi sambungan las baja tahan karat dupleks bergantung pada apakah rasio sambungan las yang sesuai dapat dipertahankan. Oleh karena itu, pengelasan berkisar pada bagaimana memastikan struktur dua sisi. Ketika jumlah ferit dan austenit mendekati 50%, kinerjanya baik dan sifat bahan dasarnya dekat satu sama lain. Mengubah hubungan ini akan mengurangi ketahanan terhadap korosi dan sifat mekanik sambungan las baja tahan karat dupleks. Kandungan ferit optimal dari baja tahan karat dupleks 2205 adalah 45%. Bila kandungan ferit kurang dari 25% maka kekuatan dan kemampuan retak korosi tegangan menurun. Kandungan ferit berlebih yang lebih besar dari 75% juga akan mempengaruhi ketahanan terhadap korosi dan mengurangi ketangguhan impak. .
Faktor perbandingan: Keseimbangan ferit dan austenit pada sambungan las tidak hanya dipengaruhi oleh kandungan unsur paduan dalam baja, tetapi juga oleh logam pengisi, siklus termal pengelasan, dan gas pelindung.
Pengaruh unsur paduan: Menurut penelitian dan sejumlah besar percobaan, ditemukan bahwa nitrogen, bahan dasar, sangat penting. Nitrogen memainkan peran penting dalam memastikan pembentukan austenit yang cukup pada logam las dan zona yang terkena panas setelah pengelasan. Nitrogen (seperti nikel) membentuk nilai austenit dan memperluas unsur austenit, namun kemampuan nitrogen juga lebih besar dibandingkan nikel, yang dapat mencegah munculnya fasa tunggal setelah pengelasan dan mencegah pengendapan fasa logam berbahaya. Karena pengaruh siklus termal pengelasan, ketika komposisi pengelasan autogenous atau logam pengisi sama dengan logam dasar, kandungan ferit pada logam las meningkat tajam, dan bahkan struktur ferit murni pun muncul. Untuk menekan peningkatan ferit yang berlebihan pada lasan, logam las dengan austenit utama adalah kecenderungan pengelasan baja tahan karat dupleks. Biasanya kedua cara tersebut adalah dengan menambahkan nikel atau nitrogen pada bahan las. Biasanya kandungan nikelnya 2% hingga 4% lebih tinggi dibandingkan logam dasar, misalnya logam pengisi 2205 memiliki kandungan nikel hingga 8% hingga 10%. Rasio solder yang mengandung nitrogen hanya dapat meningkatkan efek solder nikel, namun penambahan nitrogen tidak hanya dapat menunda pengendapan antar logam, tetapi juga meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi pada logam las. Saat ini, bahan pengisi biasanya didasarkan pada penambahan nikel, kemudian penambahan nitrogen dengan kandungan logam dasar yang sama.
Untuk baja tahan karat dupleks 2205, kawat las Sandvik 22.8.3L (ER2209) digunakan untuk pengelasan TIG, dan batang las Avesta 2205AC/DC digunakan untuk pengelasan TIG untuk memenuhi persyaratan bahan las. Karakteristik baja tahan karat dupleks 2205 dan bahan las pada elemen paduan memberikan kisaran tertentu untuk pemilihan parameter proses pengelasan, yaitu energi garis pengelasan, yang sangat bermanfaat untuk pengelasan.
Siklus termal: Fitur terbesar dari pengelasan baja tahan karat dupleks adalah siklus panas pengelasan berdampak pada struktur sambungan las. Baik itu lapisan las atau zona bintang film panas, perubahan fasa akan terjadi, yang berdampak besar pada kinerja sambungan las. Oleh karena itu, pengelasan multi-layer dan multi-pass bermanfaat. Pengelasan selanjutnya mempunyai efek perlakuan panas terhadap pengelasan sebelumnya. Ferit dalam logam las selanjutnya diubah menjadi austenit, dan austenit di zona terkena panas yang berdekatan dengan lasan juga meningkat. Fase curah juga meningkat, yang dapat menghaluskan butiran ferit dan mengurangi pengendapan karbida dan nitrida dari kristal dan butiran. batas-batas, sehingga secara signifikan meningkatkan struktur dan kinerja seluruh sambungan las. Karena pengaruh siklus termal pengelasan, manik-manik las yang bersentuhan dengan media harus dilas dengan baja tahan karat dupleks, yang merupakan kebalikan dari persyaratan urutan pengelasan baja tahan karat austenitik.
Pengaruh parameter proses: Jumlah proses pengelasan, yaitu energi jalur pengelasan, juga memainkan peran penting dalam keseimbangan struktur mikro dua fase. Karena baja tahan karat dupleks mengandung 100% ferit pada suhu tinggi, jika energi saluran terlalu kecil. Jika laju pendinginan zona yang terkena panas terlalu cepat, ferit berlebihan yang diendapkan dari austenit akan terus ada di bawah kondisi supercooling di rumah kaca. Jika energi saluran terlalu besar dan laju pendinginan terlalu lambat, meskipun austenit dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup, hal ini juga akan menyebabkan pertumbuhan butiran ferit di zona yang terkena panas dan pengendapan fase logam berbahaya sebesar 0, mengakibatkan penggetasan sendi. . Untuk menghindari situasi di atas, tindakan terbaik adalah mengendalikan energi las dan suhu interpass serta menggunakan logam pengisi.
Pengaruh gas pelindung: Selama pengelasan busur tungsten, 2% nitrogen dapat ditambahkan ke gas argon untuk mencegah hilangnya nitrogen pada permukaan las akibat difusi, yang bermanfaat untuk keseimbangan antara ferit dan austenit.
