Unter Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse, Der erste Fehler ist die Annahme, dass die “passende Chemie” allein das Problem löst. Die Legierung 20 oder UNS N08020 wird verwendet, weil sie gut mit Schwefelsäure zurechtkommt, in chlor-, salpetersäure- und phosphorsäurehaltigen Umgebungen beständig ist und in der Regel im geschweißten Zustand ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen hergestellt werden kann. Das klingt ganz einfach. In der Praxis ist es das aber nicht. Der richtige Schweißzusatz hängt davon ab, ob es sich um eine Verbindung von Alloy 20 zu Alloy 20, von Alloy 20 zu einer anderen Legierung oder um einen Überlagerungs-/Reparaturbereich handelt, in dem die Verdünnung die Schweißmetallchemie vom beabsichtigten Korrosionsprofil ablenken wird.
Für die meisten homogenen Karosserienähte, Motorhaubenhalsaufbauten und örtlich begrenzte Schweißreparaturen ist die Standardantwort in Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse ist noch ER320LR für Draht Prozesse und E320LR für abgedeckte Elektroden. Diese Empfehlung ist nicht nur Tradition. Rolled Alloys gibt an, dass ER320LR normalerweise zum Schweißen von 20Cb-3/UNS N08020 verwendet wird, während Lincoln Electric darauf hinweist, dass die LR-Sorte weniger Kohlenstoff, Silizium, Phosphor und Schwefel enthält, um Heißrisse und Mikrorisse zu reduzieren. Genau aus diesem Grund bevorzugen erfahrene Verarbeiter Füllstoffe der 320LR-Klasse gegenüber der älteren, weniger kontrollierten 320er Chemie, wenn Zurückhaltung und Rissempfindlichkeit zu echten Produktionsproblemen werden.
Die Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse beginnt mit dem Verbindungstyp
Die Reihenfolge der Tonauswahl ist einfach. Zunächst muss die Grundmetallkombination festgelegt werden. Zweitens ist zu entscheiden, ob die Korrosionsanforderungen am besten durch eine in der Zusammensetzung angepasste oder durch eine überlegierte Beschichtung erfüllt werden. Drittens ist zu prüfen, wie viel Aufmischung die Verbindungskonstruktion verursachen wird. Bei Schweißnähten mit gleicher Legierung ist 320LR normalerweise der erste Kandidat, da seine Chemie für die Einsatzbedingungen von Alloy 20 entwickelt wurde. Bei plattierten oder artfremden Verbindungen kann jedoch die Verdünnung durch Kohlenstoffstahl oder einen anderen nichtrostenden Werkstoff dazu führen, dass sich das Schweißgut von der Korrosionsleistung entfernt, von der Sie dachten, dass Sie sie spezifiziert hätten. Rolled Alloys empfiehlt ausdrücklich, die Verdünnung beim plattierten Schweißen zu minimieren, und weist sogar darauf hin, dass eine Wurzellage aus einer höheren Legierung verwendet werden kann, wenn der Stahlverdünnung entgegengewirkt werden muss.
Ein weiterer wichtiger Punkt bei Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse ist die Prozessdisziplin. In den Fertigungsrichtlinien für 20Cb-3 wird empfohlen, die Wärmezufuhr so gering wie möglich zu halten, da eine Erhöhung der Lichtbogenenergie zur Erzwingung von Benetzung oder Durchdringung die falsche Lösung ist. Für Rohrwurzeln und andere vollständig durchdrungene Verbindungen wird in denselben Richtlinien das Spülen auf unter 5000 ppm Sauerstoff gefordert und das WIG-Verfahren als die am besten geeignete Reparaturmethode genannt. Mit anderen Worten: Die Wahl des Schweißzusatzes kann nicht von der Qualität des Schweißverfahrens getrennt werden. Ein korrekter Zusatzwerkstoff in einer schlecht kontrollierten Wurzelschweißung führt immer noch zu einer schlechten Ventilkörperschweißung.
Praktische Entscheidungstabelle zum Befüllen
| Szenario für das Schweißen von Ventilgehäusen | Empfohlene Einfüllrichtung | Warum dies in der Regel die richtige Wahl ist |
|---|---|---|
| Stumpfnähte von Alloy 20 zu Alloy 20, Kehlnähte oder Standardreparaturen an der Karosserie | ER320LR / E320LR | Normale Wahl für das Schweißen von 20Cb-3/UNS N08020; die LR-Chemie wurde entwickelt, um Heißrissbildung und Mikrorissbildung zu reduzieren und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit zu erhalten. |
| Dicke oder eingespannte Alloy 20-Abschnitte, bei denen die Risskontrolle kritisch ist | ER320LR, üblicherweise mit GTAW-Wurzel- oder Reparaturdurchgängen | Die Verarbeitungshinweise bevorzugen niedrige Wärmeeinbringung und WIG für Reparaturen; die Reinheit von 320LR verbessert die Schweißbarkeit gegenüber herkömmlichen 320er Füllstoffen. |
| Karosserieteile aus legiertem 20, die mit Stahl plattiert sind, oder Umbauten mit unvermeidlicher Stahlverdünnung | ER320LR für plattierte Schichten; Puffer/Wurzel aus einer höheren Legierung nur in Betracht ziehen, wenn die Qualifikation dies rechtfertigt | Rolled Alloys spezifiziert ER320LR/E320LR auf der plattierten Seite, erlaubt aber auch eine höher legierte Wurzel, um in bestimmten Fällen einer Stahlverdünnung entgegenzuwirken. |
| Überlagerung von Ventilkomponenten oder Übergangsschweißung, wenn ein breiterer Korrosionsschutz erforderlich ist | ENiCrMo-3 kann in Betracht gezogen werden | NiCrMo-3 wird in großem Umfang für Nickellegierungen verwendet und wird speziell für die Beschichtung von Ventilkomponenten und Rohrleitungen mit hoher Lochfraß- und SCC-Beständigkeit genannt. |
| Unklare ungleiche Verbindung oder starker Mischbetrieb | Wählen Sie nicht aus Gewohnheit; qualifizieren Sie die WPS mit Zustimmung des Endbenutzers | Rolled Alloys gibt an, dass die endgültige Auswahl des Füllstoffs für ungleiche Verbindungen vom Endverbraucher genehmigt und vom Verarbeiter qualifiziert werden sollte. |
Wenn Alloy 20 Schweißzusatzwerkstoffe für Ventilgehäuse ausgewählt werden sollen, sollte man über 320LR hinausgehen.
In diesem Punkt bleiben viele Artikel zu oberflächlich. ENiCrMo-3 ist normalerweise nicht meine erste Wahl für eine einfache Schweißnaht zwischen Alloy 20 und Alloy 20-Ventilkörper. Eine 320LR-Lagerstätte kommt der beabsichtigten Metallurgie von Alloy 20 näher und ist der bewährte Ausgangspunkt für diese Aufgabe. Aber Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse ändert sich, wenn die Schweißnaht nicht mehr wirklich homogen ist. Wenn Sie eine Übergangsschicht herstellen, ein Bauteil überlagern oder eine Verbindung qualifizieren wollen, bei der die Betriebsumgebung weniger verzeihend ist, als die Auswahl der Basislegierung allein vermuten lässt, wird NiCrMo-3 zu einer ernsthaften technischen Option, da es eine etablierte Plattierungslegierung für Ventilkomponenten ist und eine hohe Beständigkeit gegen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion bietet.
Dennoch sollten Sie ENiCrMo-3 nicht einfach als “Upgrade” verwenden, ohne die Korrosionslogik zu prüfen. In einigen Fällen von Stahlverdünnung in der Nähe von Alloy 20-Plattierungen weisen die veröffentlichten Herstellungsrichtlinien sogar noch weiter nach oben in Richtung C-22-Wurzelmaterial, anstatt anzunehmen, dass eine Nickellegierung für jede Schnittstelle passt. Die eigentliche Frage ist also Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse ist nicht: “Welcher Füllstoff ist am stärksten?” Es ist: “Welcher Füllstoff kommt den Korrosionsanforderungen am nächsten, nachdem Verdünnung, Rückhaltung, Wärmeeintrag und Reparaturzyklen berücksichtigt wurden?” Das ist die Frage, die eine kompetente WPS-Qualifizierung beantworten muss.
Bevor ich Bestellungen einfriere, würde ich fünf Punkte überprüfen: die MTRs der Grundmetalle, die Gegenlegierung an jeder Schweißnaht, die tatsächliche chemische Zusammensetzung, die zulässige Verdünnungsstrategie und die Zertifizierung der Schweißzusätze auf Chargenebene. Rolled Alloys empfiehlt ausdrücklich, dass der Endverbraucher Walzanalyseblätter für die in der Fertigung verwendeten Alloy 20-Werkstoffe und Schweißzusatzwerkstoffe erhält. Für Ventilhersteller und EPC-Einkäufer ist dieser Papierkram kein Verwaltungsaufwand, sondern ein Teil der Korrosionsrisikokontrolle.
Schlussfolgerung
Für die meisten Produktionsschweißungen, Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs Alloy 20 für Ventilgehäuse sollte beginnen mit ER320LR/E320LR, nicht mit einem generischen Nickelfüller und nicht mit einer Vermutung aufgrund der Verfügbarkeit. Umzug nach ENiCrMo-3 nur dann, wenn die Funktion der Verbindung, das Verdünnungsmuster oder die Korrosionsspanne wirklich eine überlegierte Schicht rechtfertigen. Wenn das Ventilgehäuse ungleiche Schnittstellen, plattierte Abschnitte oder wiederholte Reparaturschweißungen aufweist, gehört die Entscheidung über den Zusatzwerkstoff in die Hände eines qualifizierten WPS, der sich auf Korrosionslogik stützt, nicht auf Kaufgewohnheiten.
Wenn Sie eine Zeichnung eines Ventilgehäuses, einen Reparaturplan oder eine WPS für den Einsatz von Alloy 20 bewerten, kann 28Nickel Sie bei der Überprüfung des Verbindungsdesigns, der Wahl des Füllstoffs und des Dokumentationspakets unterstützen, bevor Sie die Verschleißteile verschließen.
Verwandte Fragen und Antworten
1. Ist ER320LR oder ENiCrMo-3 besser für eine Standard Alloy 20 Ventilgehäusenaht?
Für eine normale Alloy 20-zu-Alloy 20-Naht, ER320LR ist in der Regel der bessere Ausgangspunkt, da es die Standard-Füllstoffrichtung für 20Cb-3/UNS N08020 ist und seine rückstandsarme Chemie darauf ausgelegt ist, die Heißrissbildung zu verringern. ENiCrMo-3 ist besser geeignet, wenn die Schweißnaht als Überlagerungs-, Übergangs- oder Korrosionsschutzverbindung fungiert und nicht als einfache Verbindung mit einer passenden Legierung.
2. Erfordert die Legierung 20 normalerweise eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen des Ventilgehäuses?
Normalerweise nicht. Aus den veröffentlichten Daten zu Alloy 20 geht hervor, dass geschweißte Konstruktionen normalerweise ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen verwendet werden, und in den Verarbeitungsrichtlinien wird davor gewarnt, dass eine Spannungsarmglühung für rostfreie oder Nickellegierungen ist in der Schweißpraxis oft unwirksam oder sogar schädlich.
3. Was ist der größte Fertigungsfehler beim Schweißen von Alloy 20-Ventilkörpern?
Die Auswahl des Füllstoffs ist eine Frage des Katalogs und nicht ein Problem der Verdünnung und Korrosion. Geringe Wärmezufuhr, saubere Spülung und die richtige Füllstoffklasse sind wichtig. Selbst mit dem richtigen Füllstoff kann eine schlechte Sauerstoffkontrolle an der Wurzel oder eine übermäßige Verdünnung die Korrosionsleistung beeinträchtigen.
