Hành vi và ảnh hưởng của các đảo xỉ trong mối hàn thép không gỉ ferritic

Welding in the World - Tập 61 - Trang 1141-1154 - 2017
S. Anttila1, M. Aula2, D. A. Porter1
1Materials and Production Engineering, University of Oulu, Oulu, Finland
2Process Metallurgy, University of Oulu, Oulu, Finland

Tóm tắt

Bản chất và hành vi chi tiết của các đảo xỉ trong các mối hàn thép không gỉ ferritic đã được phân tích thông qua hình ảnh video hồ hàn, giám sát tham số hàn, hiển vi điện tử quét và quang phổ phát xạ quang học tại chỗ. Mục tiêu của cuộc điều tra là hiểu cách mà sự thay đổi trong khả năng hàn ở 31 loại thép rất thấp lưu huỳnh theo tiêu chuẩn EN 1.4509 (“441”, S43940) có thể được quy cho các hiện tượng xỉ tại chỗ. Kết quả cho thấy ba cơ chế xỉ có thể đồng tồn tại và làm biến đổi tính chất của hồ hàn. Các lớp kính có chứa nhôm và titan, ổn định lên đến Ø 3 mm, đã được quan sát trực tiếp bên dưới dấu hàn trong các loại thép có quá trình khử oxy hóa nhôm quá mức. Những lớp phim này đôi khi có thể duy trì sự ổn định suốt chu kỳ hàn. Các loại thép có quá trình khử oxy hóa nhôm quá mức cũng cho thấy các cụm canxi-aluminum-titan ổn định, <Ø 1 mm, xuất hiện ở nhiều chỗ trong hồ hàn, thỉnh thoảng trên các lớp phim kính, nếu có. Sự dịch chuyển đột ngột của các cụm này đến đường nối nóng chảy dẫn đến đường nối không đều và các thay đổi đột ngột trong dòng chảy chất lỏng. Trong các loại thép chứa thấp nhôm, hầu hết các xỉ đều giàu canxi và titan và chúng tích tụ phía sau hồ hàn. Nhiều cơ chế tích tụ và phân hủy xỉ được thảo luận.

Từ khóa

#xỉ #thép không gỉ ferritic #mối hàn #cơ chế xỉ #hình ảnh hồ hàn

Tài liệu tham khảo

Pollard B (1988) The effects of minor elements on the welding characteristics of stainless steel. Weld J 68:202–214 Harvey MDF, Rodwell MH (1988) The influence of TIG welding procedure on slag island formation on a type 316 stainless steel—a case study. TWI Industrial Member Report Summary 358/1988 Lambert J (1989) Welding procedure selection to minimise cast-to-cast variability in thin section TIG (tungsten inert gas) butt welds. CEGB Report RD/M/1784/RR89 Mills KC, Brooks RF, Shirali A (1992) The effect of low levels of calcium on weld penetration. Comm Eur Communities EUR 13962 EN Rau J (2003) The effect of trace elements on the formation of slag spots during gas tungsten arc welding of 316L stainless steel tube systems. SEMI Stainless Steel TF Meeting, July 14, 2003, San Francisco, CA, pp 1–7 Collins S (1998) Stainless steel for semiconductor applications. Conference Proceedings of the 39th Mechanical Working and Steel Processing Conference of the Iron and Steel Society, Indianapolis, IN, pp 607–619 Matsuhashi T, Nakata M (2013) U.S. patent application no. 13/813,511 Anttila S, Lauhikari V, Heikkinen HP, Porter D (2016) Slag island characteristics and weld penetration in very low sulphur 18% Cr stabilized ferritic stainless steel. Weld World 60:485–496 Kramida A, Ralchenko Y, Reader J, NIST ASD Team (2015) {NIST} Atomic Spectra Database (ver. 5.3). Natl Inst Stand Technol, Gaithersburg, MD Metcalfe JC, MBC Q (1977) Arc and pool instability in GTA welding. Weld J 56:133–139 Heiple C, Roper J, Stagner R, Aden R (1983) Surface active element effects on the shape of GTA, laser and electron beam welds. Weld J 62:72–77 Espinosa DC (1991) Visualisation of gas tungsten arc weld pools. Doctoral dissertation, Naval Postgraduate School, Monterey, CA PCJ A, MDF H (2000) A review of techniques to manage penetration variability during TIG welding. Power Generation - Core research from TWI. Abington Publishing, Cambridge, MA, pp 1–39 Mills KC, Keene BJ (1990) Factors affecting variable weld penetration. Int Mater Rev 35:185–216 Murphy A (2010) The effects of metal vapour in arc welding. J Phys D Appl Phys 43:434001 BYGS M (1977) Use of emission spectroscopy for welding arc analysis. Weld J 56:93–96 BYGS M (1977) Analysis of high manganese stainless steel weldability problem. Weld J 56:186–188 Węglowski MS (2007) Investigation on the arc light spectrum in GTA welding. Manuf Eng 20:519–522 Weglowski MS (2009) Measurement of arc light spectrum in the MAG welding method. Metrol Meas Syst 16:143–159 Li P, Zhang Y (2008) Analysis of an arc light mechanism and its application in sensing of the GTAW process. Weld J 79:252–260 Ohji T, Inoue H, Nishiguchi K (1991) Metal flow in molten pool by defocused electron beam. Q J Japan Weld Soc 9:501–506 Tanaka M, Yamamoto K, Tashiro S et al (2010) Time-dependent calculations of molten pool formation and thermal plasma with metal vapour in gas tungsten arc welding. J Phys D Appl Phys 43:434009