Зварка нержавеючай сталі патрабуе выбару ахоўнага газу, каб захаваць металургічны склад і звязаныя з ім фізічныя і механічныя ўласцівасці. Звычайныя элементы ахоўнага газу для нержавеючай сталі ўключаюць аргон, гелій, кісларод, вуглякіслы газ, азот і вадарод (гл. малюнак 1). Гэтыя газы спалучаюцца ў розных суадносінах, каб задаволіць патрэбы розных спосабаў падачы, тыпаў дроту, асноўных сплаваў, патрэбнага профілю шарыкаў і хуткасці руху.
З-за нізкай цеплаправоднасці нержавеючай сталі і адносна «халоднага» характару дугавой зваркі металам з пераносным газам кароткага замыкання (GMAW), гэты працэс патрабуе «тройнай сумесі» газу, які складаецца з 85% да 90% гелія (He), да 10% аргону (Ar) і ад 2% да 5% вуглякіслага газу (CO2). Звычайная трохмесевая сумесь змяшчае 90% He, 7-1/2% Ar і 2-1/2% CO2. Высокі патэнцыял іянізацыі гелія спрыяе ўзнікненню дугі пасля кароткага замыкання;у спалучэнні з яго высокай цеплаправоднасцю выкарыстанне He павялічвае цякучасць расплаўленага басейна. Ar кампанент Trimix забяспечвае агульнае экранаванне зварачнай ванны, у той час як CO2 дзейнічае як рэактыўны кампанент для стабілізацыі дугі (гл. Малюнак 2 для таго, як розныя ахоўныя газы ўплываюць на профіль зварнога шва).
Некаторыя трайныя сумесі могуць выкарыстоўваць кісларод у якасці стабілізатара, у той час як іншыя выкарыстоўваюць сумесь He/CO2/N2 для дасягнення такога ж эфекту. Некаторыя газаразмеркавальнікі маюць запатэнтаваныя газавыя сумесі, якія забяспечваюць абяцаныя перавагі. Дылеры таксама рэкамендуюць гэтыя сумесі для іншых рэжымаў перадачы з такім жа эфектам.
Самая вялікая памылка вытворцаў - гэта спроба замыкаць нержавеючую сталь GMAW той жа газавай сумессю (75 Ar/25 CO2), што і мяккая сталь, звычайна таму, што яны не жадаюць выкарыстоўваць дадатковы цыліндр. Гэтая сумесь утрымлівае занадта шмат вугляроду. Фактычна, любы ахоўны газ, які выкарыстоўваецца для цвёрдага дроту, павінен утрымліваць максімум 5% вуглякіслага газу. Выкарыстанне большай колькасці прыводзіць да металургіі, якая больш не лічыцца сплавам класа L (марка L мае утрыманне вугляроду ніжэй за 0,03%). Празмернае колькасць вугляроду ў ахоўным газе можа ўтвараць карбіды хрому, якія зніжаюць каразійную ўстойлівасць і механічныя ўласцівасці. Сажа таксама можа з'явіцца на паверхні зварнога шва.
У якасці дадатковай заўвагі, пры выбары металаў для замыкання GMAW для асноўных сплаваў серыі 300 (308, 309, 316, 347), вытворцы павінны выбіраць марку LSi. Напаўняльнікі LSi маюць нізкае ўтрыманне вугляроду (0,02%), і таму асабліва рэкамендуюцца, калі існуе рызыка міжкрысталічнай карозіі. Больш высокае ўтрыманне крэмнію паляпшае ўласцівасці зварнога шва, напрыклад, змочванне, каб дапамагчы сплюшчыць вяршыню зварнога шва. і спрыяюць зрашчэнні на назе.
Вытворцы павінны праяўляць асцярожнасць пры выкарыстанні працэсаў перадачы пры кароткім замыканні. Няпоўнае плаўленне можа адбыцца з-за гашэння дугі, што робіць працэс ніжэйшым для крытычных прымянення. У сітуацыях з вялікім аб'ёмам, калі матэрыял можа вытрымліваць цеплаўкладанне (≥ 1/16 цалі - гэта прыблізна самы тонкі матэрыял, звараны ў рэжыме імпульснага распылення), перадача імпульсным распыленнем будзе лепшым выбарам. Калі таўшчыня матэрыялу і размяшчэнне зварнога шва падтрымліваюць гэта, перадача распыленнем GMAW з'яўляецца пераважнай, паколькі забяспечвае больш паслядоўнае зліццё.
Гэтыя рэжымы высокай цеплаперадачы не патрабуюць ахоўнага газу He. Для зваркі распыленнем сплаваў серыі 300 звычайным выбарам з'яўляецца 98% Ar і 2% рэактыўных элементаў, такіх як CO2 або O2. Некаторыя газавыя сумесі могуць таксама ўтрымліваць невялікую колькасць N2. N2 мае больш высокі патэнцыял іянізацыі і цеплаправоднасць, што спрыяе змочванню і дазваляе больш хуткаму руху або палепшанай пранікальнасці;гэта таксама памяншае скажэнні.
Для імпульснага распылення GMAW 100% Ar можа быць прымальным выбарам. Паколькі імпульсны ток стабілізуе дугу, газ не заўсёды патрабуе актыўных элементаў.
Для ферытнай нержавеючай сталі і дуплекснай нержавеючай сталі расплаўлены павольней (суадносіны ферыту і аўстэніту 50/50). Для гэтых сплаваў такая газавая сумесь, як ~70% Ar/~30% He/2% CO2, будзе садзейнічаць лепшаму змочванню і павялічваць хуткасць руху (гл. малюнак 3). Падобныя сумесі можна выкарыстоўваць для зваркі нікелевых сплаваў, але прывядуць да адукацыі аксідаў нікеля на паверхні зварнога шва ( напрыклад, даданне 2% CO2 або O2 дастаткова для павышэння ўтрымання аксіду, таму вытворцы павінны пазбягаць іх або быць гатовымі выдаткаваць на іх шмат часу).Абразіў, таму што гэтыя аксіды настолькі цвёрдыя, што драцяная шчотка звычайна іх не выдаляе).
Вытворцы выкарыстоўваюць парашковы дрот з нержавеючай сталі для зваркі на месцы, таму што сістэма дзындры ў гэтых дротах забяспечвае «паліцу», якая падтрымлівае зварачную ванну, калі яна зацвярдзее. Паколькі склад флюсу змякчае ўздзеянне CO2, парашковы дрот з нержавеючай сталі прызначаны для выкарыстання з газавымі сумесямі 75% Ar/25% CO2 і/або 100% CO2. парашковы дрот можа каштаваць даражэй за фунт, варта адзначыць, што больш высокая хуткасць зваркі ва ўсіх пазіцыях і хуткасць наплавлення могуць знізіць агульныя выдаткі на зварку. Акрамя таго, парашковы дрот выкарыстоўвае звычайны выхад пастаяннага току пастаяннага напружання, што робіць асноўную сістэму зваркі менш затратнай і менш складанай, чым імпульсныя сістэмы GMAW.
Для сплаваў серый 300 і 400 100% Ar застаецца стандартным выбарам для дугавой зваркі ў газавым вальфраме (GTAW). Падчас GTAW некаторых нікелевых сплаваў, асабліва пры механізаваных працэсах, можна дадаваць невялікую колькасць вадароду (да 5%) для павелічэння хуткасці ходу (звярніце ўвагу, што ў адрозненне ад вугляродзістай сталі, нікелевыя сплавы не схільныя да вадароднага парэпання).
Для зваркі супердуплекснай і супердуплекснай нержавеючай сталі 98% Ar/2% N2 і 98% Ar/3% N2 з'яўляюцца добрым выбарам адпаведна. Гелій таксама можа быць дададзены для паляпшэння змочваемасці прыкладна на 30%. Пры зварцы супердуплекснай або супердуплекснай нержавеючай сталі мэта складаецца ў тым, каб атрымаць злучэнне са збалансаванай мікраструктурай прыкладна 50% ферыту і 50% аўстэніту. мікраструктура залежыць ад хуткасці астуджэння, і паколькі зварачная ванна TIG хутка астывае, лішак ферыту застаецца пры выкарыстанні 100% Ar. Калі выкарыстоўваецца газавая сумесь, якая змяшчае N2, N2 умешваецца ў ванну расплаўленага тыпу і спрыяе адукацыі аўстэніту.
Нержавеючая сталь павінна абараняць абодва бакі злучэння, каб атрымаць гатовы зварны шво з максімальнай устойлівасцю да карозіі. Невыкананне абароны тыльнага боку можа прывесці да «засахаривания» або інтэнсіўнага акіслення, што можа прывесці да адмовы прыпоя.
Шчыльныя стыкавыя фітынгі з нязменна выдатным прылеганнем або шчыльным утрыманнем у задняй частцы фітынга могуць не патрабаваць дапаможнага газу. Тут галоўная праблема заключаецца ў прадухіленні празмернага змянення колеру зоны тэрмічнага ўздзеяння з-за назапашвання аксіду, які затым патрабуе механічнага выдалення. Тэхнічна, калі тэмпература задняга боку перавышае 500 градусаў па Фарэнгейце, патрабуецца ахоўны газ. Аднак больш кансерватыўны падыход заключаецца ў выкарыстанні 300 градусаў Фарэнгейт у якасці парога. У ідэале падкладка павінна быць ніжэй за 30 частак на мільён O2. Выключэннем з'яўляюцца выпадкі, калі задняя частка зварнога шва будзе выдзёўблена, адшліфавана і зварана для дасягнення поўнага правару.
Два дапаможныя газы на выбар - гэта N2 (самы танны) і Ar (больш дарагі). Для невялікіх зборак або калі крыніцы Ar даступныя, можа быць зручней выкарыстоўваць гэты газ і не варта эканоміі N2. Для памяншэння акіслення можна дадаць да 5 % вадароду. Даступна мноства камерцыйных варыянтаў, але часта сустракаюцца самаробныя апоры і ачышчальныя дамбы.
Даданне 10,5% або больш хрому - гэта тое, што надае нержавеючай сталі яе ўласцівасці нержавеючай сталі. Каб падтрымліваць гэтыя ўласцівасці, неабходна правільна выбраць ахоўны газ для зваркі і абараніць тыльны бок злучэння. Нержавеючая сталь каштуе дорага, і ёсць важкія прычыны яе выкарыстоўваць. Няма сэнсу спрабаваць зрэзаць вуглы, калі справа даходзіць да ахоўнага газу або выбару для гэтага прысадка. Таму заўсёды мае сэнс працаваць з дасведчаны газаразмеркавальнік і спецыяліст па прысадкавым метале пры выбары газу і прысадкавага металу для зваркі нержавеючай сталі.
Будзьце ў курсе апошніх навін, падзей і тэхналогій па ўсіх металах з нашых двух штомесячных інфармацыйных бюлетэняў, напісаных выключна для канадскіх вытворцаў!
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання Canadian Metalworking лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання Made in Canada і Welding лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.