Zavarivanje nehrđajućeg čelika zahtijeva odabir zaštitnog plina kako bi se održao njegov metalurški sastav i povezana fizička i mehanička svojstva. Uobičajeni elementi zaštitnog plina za nehrđajući čelik uključuju argon, helij, kisik, ugljični dioksid, dušik i vodik (vidi sliku 1). Ovi plinovi se kombiniraju u različitim omjerima kako bi odgovarali potrebama, željenim vrstama žice i različitim načinima isporuke, ovisno o tome.
Zbog slabe toplinske provodljivosti nehrđajućeg čelika i relativno "hladne" prirode kratkospojnog elektrolučnog zavarivanja metala (GMAW), proces zahtijeva "tri-mix" plin koji se sastoji od 85% do 90% helijuma (He), do 10% argona (Ar) i 2% do 5% smjese ugljičnog dioksida (2% do 5% ugljičnog dioksida). i 2-1/2% CO2. Visok potencijal ionizacije helijuma promoviše stvaranje luka nakon kratkog spoja;zajedno sa njegovom visokom toplotnom provodljivošću, upotreba He povećava fluidnost rastopljenog bazena. Ar komponenta Trimix-a obezbeđuje opštu zaštitu zavarenog lonca, dok CO2 deluje kao reaktivna komponenta za stabilizaciju luka (pogledajte sliku 2 za način na koji različiti zaštitni gasovi utiču na profil zrna zavarivanja).
Neke ternarne mješavine mogu koristiti kisik kao stabilizator, dok druge koriste mješavinu He/CO2/N2 za postizanje istog efekta. Neki distributeri plina imaju vlasničke mješavine plina koje pružaju obećane prednosti. Dileri također preporučuju ove mješavine za druge načine prijenosa sa istim efektom.
Najveća greška koju proizvođači prave je pokušaj kratkog spoja GMAW nerđajućeg čelika sa istom mešavinom gasova (75 Ar/25 CO2) kao i blagi čelik, obično zato što ne žele da upravljaju dodatnim cilindrom. Ova mešavina sadrži previše ugljika. Zapravo, svaki zaštitni gas koji se koristi za čvrstu žicu treba da sadrži najviše 5% ugljičnog dioksida. sadržaj ugljika ispod 0,03%). Prekomjerni ugljik u zaštitnom plinu može formirati hrom karbide, koji smanjuju otpornost na koroziju i mehanička svojstva. Čađ se također može pojaviti na površini zavara.
Kao sporedna napomena, prilikom odabira metala za kratko spajanje GMAW-a za osnovne legure serije 300 (308, 309, 316, 347), proizvođači bi trebali odabrati LSi razred. LSi punila imaju nizak sadržaj ugljika (0,02%) i stoga se posebno preporučuju kada postoji rizik od intergranularne korozije, da pomognemo u poboljšanju sadržaja crpljenja, kao što smo poboljšali ravne karakteristike. promovira fuziju nožnog prsta.
Proizvođači bi trebali biti oprezni kada koriste procese prijenosa kratkog spoja. Nepotpuna fuzija može rezultirati zbog gašenja luka, što proces čini podparnim za kritične primjene. U situacijama velike zapremine, ako materijal može podržati svoj unos topline (≥ 1/16 inča je približno najtanji materijal zavaren korištenjem pulsnog raspršivača), mi ćemo odabrati lokaciju za pulsno raspršivanje. Prenos sprejom GMAW je poželjniji jer obezbeđuje konzistentniju fuziju.
Ovi načini visokog prijenosa topline ne zahtijevaju zaštitni plin He. Za zavarivanje legura serije 300 raspršivanjem, uobičajen izbor je 98% Ar i 2% reaktivnih elemenata kao što su CO2 ili O2. Neke mješavine plinova također mogu sadržavati male količine N2.N2 ima veći potencijal ionizacije i toplotnu provodljivost, što promoviše vlaženje i omogućava brže kvašenje;takođe smanjuje izobličenje.
Za impulsni prenos spreja GMAW, 100% Ar može biti prihvatljiv izbor. Budući da impulsna struja stabilizuje luk, gas ne zahteva uvek aktivne elemente.
Otopljeni bazen je sporiji za feritne nerđajuće čelike i dupleks nerđajuće čelike (omjer ferita i austenita 50/50). Za ove legure, mješavina plina kao što je ~70% Ar/~30% He/2% CO2 će potaknuti bolje vlaženje i povećati brzinu putovanja (vidi sliku 3). , dodavanje 2% CO2 ili O2 je dovoljno za povećanje sadržaja oksida, pa bi ih proizvođači trebali izbjegavati ili biti spremni potrošiti mnogo vremena na njih).Abrazivni jer su ovi oksidi toliko tvrdi da ih žičana četka obično neće ukloniti).
Proizvođači koriste žice od nerđajućeg čelika sa punjenom jezgrom za zavarivanje van mesta jer sistem šljake u ovim žicama obezbeđuje „policu“ koja podržava bazen za zavarivanje dok se stvrdnjava. Budući da sastav fluksa ublažava efekte CO2, žica od nerđajućeg čelika sa punjenom jezgrom je dizajnirana za upotrebu sa 75% mešavine CO2/25% COflu/20% COflu. -žica sa jezgrom može koštati više po funti, vrijedno je napomenuti da veće brzine zavarivanja u svim pozicijama i stope taloženja mogu smanjiti ukupne troškove zavarivanja. Osim toga, žica s punjenom jezgrom koristi konvencionalni DC izlaz konstantnog napona, čineći osnovni sistem zavarivanja jeftinijim i manje složenim od impulsnih GMAW sistema.
Za legure serije 300 i 400, 100% Ar ostaje standardni izbor za elektrolučno zavarivanje volframom (GTAW). Tokom GTAW nekih legura nikla, posebno kod mehanizovanih procesa, male količine vodonika (do 5%) mogu se dodati da bi se povećala brzina putovanja (imajte na umu da za razliku od ugljičnih čelika, nikl ne prodire sav vodonik).
Za zavarivanje superduplex i superduplex nerđajućeg čelika, 98% Ar/2% N2 i 98% Ar/3% N2 su dobar izbor. Helijum se takođe može dodati za poboljšanje vlaženja za oko 30%. Prilikom zavarivanja super duplex ili super duplex nerđajućeg čelika, cilj je da se proizvede spoj sa približno 50% formacije aurita i mikrostena. mikrostrukture zavisi od brzine hlađenja, a budući da se TIG zavareni bazen brzo hladi, višak ferita ostaje kada se koristi 100% Ar. Kada se koristi gasna mešavina koja sadrži N2, N2 se meša u rastopljeni bazen i podstiče formiranje austenita.
Nerđajući čelik treba da zaštiti obe strane spoja da bi se dobio gotov zavar sa maksimalnom otpornošću na koroziju. Neuspeh zaštite zadnje strane može dovesti do „saharifikacije“ ili opsežne oksidacije koja može dovesti do kvara lema.
Čvrsti spojni spojevi sa konstantno odličnim pristajanjem ili čvrstim zadržavanjem na stražnjoj strani spojnice možda neće zahtijevati potporni plin. Ovdje je glavni problem spriječiti prekomjernu promjenu boje zone pogođene toplinom zbog nakupljanja oksida, što onda zahtijeva mehaničko uklanjanje. Tehnički, ako temperatura stražnje strane prelazi 500 stepeni Farenhajta, potreban je zaštitni gas koji se koristi za više stepena. hrenheit kao prag. U idealnom slučaju, podloga bi trebala biti ispod 30 PPM O2. Izuzetak je ako će stražnji dio vara biti izdubljen, brušen i zavaren kako bi se postigao potpuni probojni zavar.
Dva izborna plina za podršku su N2 (najjeftiniji) i Ar (skuplji). Za male sklopove ili kada su izvori Ar lako dostupni, može biti zgodnije koristiti ovaj plin i nije vrijedno uštede N2. Može se dodati do 5% vodonika kako bi se smanjila oksidacija. Dostupne su različite komercijalne opcije, ali su uobičajeni domaći nosači i brane za prečišćavanje.
Dodatak 10,5% ili više hroma je ono što nehrđajućem čeliku daje svojstva nehrđajućeg čelika. Održavanje ovih svojstava zahtijeva dobru tehniku ​​u odabiru ispravnog zaštitnog plina za zavarivanje i zaštiti stražnje strane spoja. Nehrđajući čelik je skup, i postoje dobri razlozi za njegovu upotrebu. Nema smisla pokušavati sjeći uglove kada je u pitanju rad sa zaštitnim plinom. iskusan distributer plina i specijalista za dodatne metale pri odabiru plina i dodatnog metala za zavarivanje nehrđajućeg čelika.
Budite u toku s najnovijim vijestima, događajima i tehnologijom o svim metalima iz naših dva mjesečna biltena napisanih isključivo za kanadske proizvođače!
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju Canadian Metalworking, lak pristup vrijednim industrijskim resursima.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju Made in Canada i Welding, lak pristup vrijednim industrijskim resursima.