자동차 머플러의 409L 스테인레스 스틸 용접 이음새에 대한 녹 방지 처리

자동차 머플러는 후드 아래에서 가장 힘든 작업 중 하나입니다. 맹렬한 뜨거운 배기 가스(최대 600도)를 처리하고 비, 도로 염분 및 진흙에 지속적으로 노출되는 동안 엔진 소음을 머플러합니다. 머플러가 가장 먼저 녹이 발생하는 부품 중 하나라는 것은 놀라운 일이 아닙니다.-특히 가장 취약한 부분인 금속 부분을 함께 고정하는 용접 이음새입니다.​

409L 스테인리스 스틸은 현대 머플러의 산업 표준이 되었습니다. 가격이 저렴하고(304 또는 316 스테인리스강보다 저렴) 내열성이{4}} 높으며 기본적인 보호 산화물 층을 형성하기에 충분한 크롬(11~13%)을 함유하고 있습니다. 그러나 여기에 문제가 있습니다. 용접 이음매가 산화물 층을 파괴한다는 것입니다. 409L을 녹여 머플러 부품을 접합하면 열로 인해 강철의 미세 구조가 바뀌고 용접 부위에서 크롬이 벗겨져 금속이 녹에 취약해집니다.​

녹슨 용접 이음새는 보기에 좋지 않을 뿐만 아니라-누수되기도 합니다. 머플러가 새면 시끄러워지고, 연료가 낭비되며, 유독성 배기 가스가 차량 안으로 유입될 수 있습니다. 그렇기 때문에 409L 용접 이음새의 녹 방지는 선택 사항이 아닙니다.{4}}이는 2년 동안 지속되는 머플러와 5년 동안 지속되는 머플러의 차이입니다. 용접을 시작하기 전부터 머플러가 라인에서 나온 후까지 409L 머플러 용접부를 녹슬지 않게 유지하기 위한 간단하고 효과적인 단계를 자세히 살펴보겠습니다.{8}}

409L 스테인레스 스틸이 머플러에 적합한 이유(그러나 용접 이음매는 위험함)​

먼저 409L이 머플러에 적합한 이유를-설명하겠습니다. 자동차 제조업체에는 비용, 내열성, 기본적인 부식 방지라는 세 가지 요소의 균형을 이루는 재료가 필요하며{3}}409L은 다음을 제공합니다.​

내열성: 최대 650도까지 연속 온도를 처리하여 뜨거운 배기가스에서도 쉽게 살아남습니다.​

경제성: 304 스테인리스 스틸보다 30~40% 저렴하며 이는 수백만 대의 자동차를 만들 때 중요합니다.​

기본적인 녹 저항성: 11~13% 크롬은 손상되지 않은 상태에서 비와 가벼운 도로 오물을 밀어내는 얇은 산화물 층을 형성합니다-.​

문제는 용접부터 시작됩니다. 용접 409L은 용접 주변에 열{2}영향부(HAZ)를 생성합니다.-강철이 가열되지만 녹지 않는 영역입니다. 이 구역에서는:​

크롬은 "연소"되거나 재배열되어 크롬이 10% 미만인 영역을 남깁니다(보호 산화물 층을 형성하기에는 너무 적음).​

강철의 晶粒(미세구조)이 커지면서 금속의 다공성이 높아지고 녹이 침투하기 쉬워집니다.​

용접 튀김(녹은 강철의 작은 조각)과 슬래그(용접 잔류물)가 이음새에 달라붙습니다.{0}}이러한 현상은 '녹 씨앗'처럼 작용하여 수분과 염분을 가두어 둡니다.​

처리하지 않은 채로 놔두면 409L 머플러 용접 이음새에 6개월만 지나면 붉은 녹이 나타날 수 있습니다.-특히 도로에 염분이 묻어 있는 눈 덮인 지역에서는 더욱 그렇습니다.​

409L 머플러 용접 이음새의 주요 녹 방지 단계​

409L 용접 이음새의 녹 방지는 복잡하지 않지만 용접 전, 용접 중, 용접 후의 3단계로 수행해야 합니다. 어떤 단계도 건너뛰면 녹슬지 않도록 문이 열려 있게 됩니다.​

1. 사전-용접 준비: 깨끗하고 보호된 표면에서 시작​

녹 방지는 아크가 발생하기도 전에 시작됩니다. 여기서 목표는 깨끗한 용접을 방해할 수 있는 모든 것을 제거하고-가열 중에 강철이 산화되지 않도록 보호하는 것입니다.​

금속을 철저히 청소합니다. 와이어 브러시(탄소강이 아닌 스테인리스강-탄소강 브러시는 녹을 유발하는 작은 입자를 남김)를 사용하여 용접할 부분을 문지릅니다. 그런 다음 아세톤이나 이소프로필 알코올로 닦아 오일, 그리스 또는 도로 오염물을 제거합니다. 아주 작은 기름 얼룩이라도 용접 부위에 타서 약점이 될 수 있습니다.​

올바른 용접 와이어 선택: 일반 스테인리스 와이어 대신 409Cb 스테인리스 스틸 와이어(예: ER409Cb)를 사용하십시오. 와이어의 "Cb"(니오븀)는 HAZ의 크롬을 안정화시켜 크롬이 타는 것을 방지합니다. 이 간단한 스위치는 HAZ 녹 위험을 40%까지 줄여줍니다.​

강철을 공기로부터 보호하십시오. 머플러 부품을 창고에 몇 주 동안 방치한 경우 표면 녹이 얇아질 수 있습니다(409L도 마찬가지입니다). 120-사포로 사포질한 후 마른 천으로 닦아냅니다. 노출된 금속은 빠르게 산화되므로 청소 후 1시간 이내에 용접하십시오.​

2. 용접시 열손상 및 산화 최소화​

409L을 용접하는 방식은 솔기가 녹슬 가능성에 큰 영향을 미칩니다. 목표는 HAZ를 작게 유지하고 용접부를 깨끗하게 유지하는 것입니다.​

아르곤 차폐와 함께 GMAW(가스 금속 아크 용접) 사용: GMAW(MIG 용접이라고도 함)는 연속 와이어 공급 및 아르곤{0}} 기반 차폐 가스(95% 아르곤 + 5% CO2가 409L에 가장 적합함)를 사용합니다. 가스는 용접부를 덮어 산소가 뜨거운 강철에 도달하는 것을 방지합니다.{5}}이렇게 하면 산화가 중단됩니다. 409L 머플러에는 스틱 용접(SMAW)을 피하십시오. 더 많은 슬래그를 남기고 더 큰 HAZ를 생성합니다.​

용접 매개변수를 엄격하게 유지하십시오. 낮은 열을 사용하여 HAZ를 최소화하십시오. 1.5~2mm 두께의 409L(머플러 표준)의 경우 전류를 90~110A로 설정하고 전압을 18~20V로 설정합니다. 용접 건을 10~12cm/분으로-너무 느리게 움직이면 HAZ가 커집니다. 너무 빠르며 용접이 약합니다.​

용접 튄 자국 방지: 튄 자국은 단순히 지저분한 것 이상입니다-녹 자석입니다. 튄 자국을 줄이려면 와이어 공급 속도를 일정하게 유지하고(ER409Cb 와이어의 경우 3~4m/분) 건을 금속에 대해 15~20도 각도로 잡습니다. 튄 자국이 생기면 그대로 놔두지 마세요.-나중에 닦아드리겠습니다. 튄 자국이 적으면 작업량이 줄어듭니다.​

3. 사후-용접 관리: 산화물 층을 고정하고 이음매를 밀봉합니다.​

최고의 용접이라도 녹에 완전히 저항하려면 후처리가 필요합니다.- 이 단계에서는 손상된 산화물 층을 복구하고 용접부의 작은 기공을 밀봉합니다.​

슬래그 및 튄 자국을 먼저 제거하십시오. 치핑 해머를 사용하여 큰 슬래그 덩어리를 떨어뜨린 다음 와이어 브러시를 사용하여 남은 튄 자국과 미세한 슬래그를 닦아내십시오. 손이 닿기 어려운 -부분-(머플러 내부 등)에는 스테인리스 스틸 브러시가 부착된 회전 도구를 사용하세요. 이 점을 놓치지 마세요.-슬래그는 습기를 가두고, 습기는 녹을 발생시킵니다.​

용접 이음매 패시베이션: 패시베이션은 409L 용접의 "비밀 소스"입니다. HAZ의 크롬-이 부족한 부분을 용해하고 균일한 산화물 층을 재구성하기 위해 약산을 사용합니다. 10-15% 질산 용액을 혼합하고(장갑과 고글을 착용하십시오!) 브러시로 용접 이음새에 바릅니다. 5~10분 동안 방치한 후 깨끗한 물로 완전히 헹구십시오. 보푸라기가 없는-천으로 즉시 솔기를 말립니다.-물에 젖은 강철은 녹이 빨리 발생합니다.​

내열성 녹 억제제 도포(선택 사항이지만 권장됨): 추가적인 보호를 위해(특히 염분이-많은 지역) 용접 이음매에 실리콘-기반 내열성 녹 억제제(600도 등급)를 뿌립니다. 이는 뜨거운 배기가스에서도 타지 않고 도로 ​​염분과 물을 밀어내는 얇고 유연한 장벽을 만듭니다. 미국의 한 자동차 제조업체는 이 추가 단계가 용접 수명을 50% 연장한다는 사실을 발견했습니다.​

실제-결과: 이러한 단계를 통해 머플러 수명을 연장하는 방법​

미시간의 한 주요 자동차 공급업체는 10.000 409L 스테인리스 스틸 머플러에 대해 이러한 녹 방지 단계를 테스트했습니다. 그들은 머플러를 두 그룹으로 나눕니다.​

그룹 A: 후{0}}용접 처리 없음(기본 용접만)

그룹 B: 전체 사전{0}}용접 준비 + 아르곤을 사용한 GMAW + 사후{3}}용접 청소 + 부동태화.​

그런 다음 눈이 많이 내리는 미네소타(염도가 높음), 플로리다 해안(다습함), 애리조나 사막(고열), 온화한 캘리포니아(부식 없음) 등 미국 4개 지역의 자동차에 머플러를 설치했습니다. 3년 후에 그들이 발견한 것은 다음과 같습니다.​

지역​	그룹 A 녹 발생률(용접심)​	그룹 B 녹 발생률(용접심)​
미네소타​	78%​	12%​
플로리다​	65%​	9%​
애리조나​	42%​	5%​
캘리포니아​	30%​	3%​

결과는 자명합니다. 그룹 B 머플러는 열악한 조건에서도 용접 녹이 훨씬 적었습니다-. 공급업체는 이제 모든 409L 머플러에 완전한 처리를 사용하고 녹슨 용접에 대한 보증 청구가 85% 감소했습니다.​

피해야 할 일반적인 실수​

올바른 단계를 밟아도 노력을 무산시키는 실수를 저지르기 쉽습니다.​

탄소강 도구 사용: 탄소강으로 만든 와이어 브러시 또는 치핑 해머는 409L에 작은 철 입자를 남깁니다. 이러한 입자는 스테인레스 스틸보다 빨리 녹슬기 때문에 409L이 괜찮더라도 용접부가 녹슨 것처럼 보입니다. 항상 스테인리스 스틸 도구를 사용하세요.​

패시베이션 건너뛰기: 일부 제조업체는 시간을 절약하기 위해 패시베이션을 건너뛰지만 이것이 가장 중요한 단계입니다. 이것이 없으면 HAZ는 크롬 상태가-부족하고 빠르게 녹슬게 됩니다.​

더러운 물로 부동태산 세척: 더러운 물에는 용접부에 달라붙어 녹을 일으키는 미네랄이나 오염 물질이 있습니다. 가능하면 증류수나 탈이온수를 사용하여 헹궈주세요.​

결론

409L 스테인리스강은 자동차 머플러에 탁월한 선택이지만{1}}녹 방지를 위해 용접 이음새에 특별한 주의가 필요합니다. 사전-용접 준비(세척, 올바른 와이어), 스마트 용접(아르곤을 사용한 GMAW, 저열) 및 사후-용접 처리(슬래그 제거, 부동태화)를 수행하면 머플러 용접 수명을 수개월에서 수년으로 연장할 수 있습니다.​

자동차 제조업체의 경우 이는 보증 청구가 줄어들고 고객이 더 행복해짐을 의미합니다. 운전자에게는 2년마다 교체할 필요가 없는 더 조용하고 안정적인 머플러를 의미합니다. 결국 409L 용접 이음부의 녹 방지는 단순히 비용 절감이 아니라-더 우수하고 오래 지속되는-제품을 만드는 것입니다.​

도로 소금 사용과 환경적 요구가 증가함에 따라 이러한 단계는 더욱 중요해질 것입니다. 제조 과정에서 약간의 주의를 기울이면 머플러가 도로에서 어떤 상황에 처하더라도 녹이 슬지 않도록--유지하는 데 큰 도움이 됩니다.