La soldadura d'acer inoxidable requereix la selecció de gas de protecció per mantenir la seva composició metal·lúrgica i les propietats físiques i mecàniques associades. Els elements de gas de protecció comuns per a l'acer inoxidable inclouen argó, heli, oxigen, diòxid de carboni, nitrogen i hidrogen (vegeu la figura 1).
A causa de la mala conductivitat tèrmica de l'acer inoxidable i la naturalesa relativament "freda" de la soldadura d'arc metàl·lic de gas de transferència de curtcircuit (GMAW), el procés requereix un gas "tri-mix" que consta d'un 85% a un 90% d'heli (He), fins a un 10% d'argó (Ar) i un 2% a un 5% de diòxid de carboni (CO2 i 7% de mescla comú d'Argó). -1/2% CO2. L'alt potencial d'ionització de l'heli afavoreix l'arc després d'un curtcircuit;juntament amb la seva alta conductivitat tèrmica, l'ús de He augmenta la fluïdesa de la piscina fosa. El component Ar de Trimix proporciona un blindatge general del bassal de soldadura, mentre que el CO2 actua com a component reactiu per estabilitzar l'arc (vegeu la figura 2 per veure com els diferents gasos protectors afecten el perfil del cordó de soldadura).
Algunes mescles ternàries poden utilitzar l'oxigen com a estabilitzador, mentre que altres utilitzen una barreja He/CO2/N2 per aconseguir el mateix efecte. Alguns distribuïdors de gas tenen mescles de gas patentades que proporcionen els beneficis promesos. Els distribuïdors també recomanen aquestes barreges per a altres modes de transmissió amb el mateix efecte.
El major error que cometen els fabricants és intentar curtcircuitar l'acer inoxidable GMAW amb la mateixa barreja de gas (75 Ar/25 CO2) que l'acer suau, normalment perquè no volen gestionar un cilindre addicional. Aquesta barreja conté massa carboni. aliatge de grau (el grau L té un contingut de carboni inferior al 0,03%). L'excés de carboni en el gas protector pot formar carburs de crom, que redueixen la resistència a la corrosió i les propietats mecàniques. El sutge també pot aparèixer a la superfície de la soldadura.
Com a nota lateral, quan es seleccionen metalls per a curtir GMAW per als aliatges base de la sèrie 300 (308, 309, 316, 347), els fabricants haurien de seleccionar el grau LSi. Els farcits LSi tenen un baix contingut de carboni (0,02%) i, per tant, es recomanen especialment quan hi ha risc de corrosió intergranular. el dit del peu.
Els fabricants han de tenir precaució quan utilitzen processos de transferència de curtcircuits. Es pot produir una fusió incompleta a causa de l'extinció de l'arc, cosa que fa que el procés sigui inferior a les aplicacions crítiques. fusió consistent.
Aquests modes d'alta transferència de calor no requereixen gas de protecció He. Per a la soldadura per transferència d'esprai d'aliatges de la sèrie 300, una opció habitual és un 98% d'Ar i un 2% d'elements reactius com ara CO2 o O2. Algunes mescles de gasos també poden contenir petites quantitats de N2.també redueix la distorsió.
Per a la transferència d'esprai polsat GMAW, el 100% d'Ar pot ser una opció acceptable. Com que el corrent polsat estabilitza l'arc, el gas no sempre requereix elements actius.
La piscina fosa és més lenta per als acers inoxidables ferrítics i els acers inoxidables dúplex (proporció 50/50 de ferrita a austenita). Per a aquests aliatges, una mescla de gas com ara ~70% Ar/~30% He/2% CO2 promourà una millor humectació i augmentarà la velocitat de viatge (vegeu la figura 3). El CO2 o l'O2 són suficients per augmentar el contingut d'òxids, de manera que els fabricants haurien d'evitar-los o estar preparats per dedicar-hi molt de temps).Abrasiu perquè aquests òxids són tan durs que un raspall de filferro normalment no els elimina).
Els fabricants utilitzen filferros d'acer inoxidable amb nucli de flux per a la soldadura fora del lloc perquè el sistema d'escòria d'aquests cables proporciona un "prestatge" que suporta el conjunt de soldadura a mesura que es solidifica. Com que la composició del flux mitiga els efectes del CO2, el filferro d'acer inoxidable amb nucli de flux està dissenyat per utilitzar-se amb un 75% d'Ar/25% de barreges de CO2/25% de CO2/costa de flux de gas per fil/co200. Lliura, val la pena assenyalar que les velocitats de soldadura més altes en totes les posicions i les taxes de deposició poden reduir els costos globals de soldadura. A més, el filferro amb nucli de flux utilitza una sortida de CC de tensió constant convencional, fent que el sistema de soldadura bàsic sigui menys costós i menys complex que els sistemes GMAW polsats.
Per als aliatges de les sèries 300 i 400, el 100% Ar segueix sent l'opció estàndard per a la soldadura d'arc de tungstè amb gas (GTAW).
Per a la soldadura d'acers inoxidables superdúplex i superdúplex, el 98% Ar/2% N2 i el 98% Ar/3% N2 són bones opcions, respectivament. També es pot afegir heli per millorar la humectabilitat al voltant d'un 30%. Quan es solden acers inoxidables superdúplex o superdúplex, l'objectiu és produir una unió amb una microestructura equilibrada de la microestructura de l'austenita i la formació de la microestructura depenen aproximadament de la microestructura. s en la velocitat de refredament, i com que la piscina de soldadura TIG es refreda ràpidament, l'excés de ferrita roman quan s'utilitza 100% d'Ar. Quan s'utilitza una mescla de gas que conté N2, l'N2 s'agita a la piscina fosa i afavoreix la formació d'austenita.
L'acer inoxidable ha de protegir ambdós costats de la unió per produir una soldadura acabada amb la màxima resistència a la corrosió. Si no es protegeix la part posterior, es pot produir una "sacarificació" o una oxidació extensa que pot provocar una fallada de la soldadura.
És possible que els accessoris de culata ajustats amb un ajust constantment excel·lent o una contenció estreta a la part posterior de l'accessori no requereixin gas de suport. Aquí, el problema principal és evitar la decoloració excessiva de la zona afectada per la calor a causa de l'acumulació d'òxids, que després requereix una eliminació mecànica. 0 graus Fahrenheit com a llindar. Idealment, el suport hauria d'estar per sota de 30 PPM O2. L'excepció és si la part posterior de la soldadura es tallarà, es rectificarà i es soldarà per aconseguir una soldadura de penetració completa.
Els dos gasos de suport escollits són N2 (més barat) i Ar (més car). Per a muntatges petits o quan les fonts d'Ar estan disponibles fàcilment, pot ser més convenient utilitzar aquest gas i no valgui la pena l'estalvi de N2. Es pot afegir fins a un 5% d'hidrogen per reduir l'oxidació. Hi ha una varietat d'opcions comercials, però són habituals suports casolans i preses de purificació.
L'addició d'un 10,5% o més de crom és el que confereix a l'acer inoxidable les seves propietats inoxidables. El manteniment d'aquestes propietats requereix una bona tècnica per seleccionar el gas de protecció de soldadura correcte i protegir la part posterior de la junta. L'acer inoxidable és car i hi ha bones raons per utilitzar-lo. per treballar amb un distribuïdor de gas expert i especialista en metalls d'aportació a l'hora d'escollir un gas i un metall d'aportació per a la soldadura d'acer inoxidable.
Manteniu-vos al dia de les últimes notícies, esdeveniments i tecnologia sobre tots els metalls dels nostres dos butlletins mensuals escrits exclusivament per a fabricants canadencs!
Ara amb accés complet a l'edició digital de Canadian Metalworking, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Ara amb accés complet a l'edició digital de Made in Canada i Welding, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.