Svařování nerezové oceli vyžaduje výběr ochranného plynu, aby se zachovalo její metalurgické složení a související fyzikální a mechanické vlastnosti. Mezi běžné prvky ochranného plynu pro nerezovou ocel patří argon, helium, kyslík, oxid uhličitý, dusík a vodík (viz obrázek 1). Tyto plyny jsou kombinovány v různých poměrech, aby vyhovovaly potřebám různých způsobů dodávání, typů drátů, základních slitin, požadovaného profilu housenky a rychlosti posuvu.
Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti nerezové oceli a relativně „studené“ povaze svařování elektrickým obloukem s přenosovým plynem nakrátko (GMAW) proces vyžaduje „tri-mix“ plyn skládající se z 85 % až 90 % helia (He), až 10 % argonu (Ar) a 2 % až 5 % oxidu uhličitého (CO2). Běžná směs Ar2, 0 % a He2 obsahuje 1 % CO2. Vysoký ionizační potenciál helia podporuje jiskření po zkratu;ve spojení s vysokou tepelnou vodivostí použití He zvyšuje tekutost roztavené lázně. Ar složka Trimix poskytuje obecné stínění svarové louže, zatímco CO2 působí jako reaktivní složka stabilizující oblouk (viz obrázek 2, jak různé ochranné plyny ovlivňují profil svarové housenky).
Některé ternární směsi mohou používat kyslík jako stabilizátor, zatímco jiné používají k dosažení stejného účinku směs He/CO2/N2. Někteří distributoři plynu mají patentované směsi plynů, které poskytují slibované výhody. Prodejci také doporučují tyto směsi pro jiné režimy přenosu se stejným účinkem.
Největší chybou výrobců je pokusit se zkratovat nerezovou ocel GMAW stejnou směsí plynů (75 Ar/25 CO2) jako měkká ocel, obvykle proto, že nechtějí spravovat další válec. Tato směs obsahuje příliš mnoho uhlíku. Ve skutečnosti by jakýkoli ochranný plyn používaný pro plný drát měl obsahovat maximálně 5 % uhlíku. Použití většího množství vede k obsahu uhlíku v metalurgii, který již není považován za 3 % jakost uhlíku pod 3 %). uhlík v ochranném plynu může tvořit karbidy chrómu, které snižují odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti. Na povrchu svaru se také mohou objevit saze.
Jako vedlejší poznámku, při výběru kovů pro zkratování GMAW pro základní slitiny řady 300 (308, 309, 316, 347) by výrobci měli zvolit třídu LSi. Plniva LSi mají nízký obsah uhlíku (0,02 %), a proto se doporučují zejména tam, kde existuje riziko mezikrystalové koroze, koroze. e.
Výrobci by měli být opatrní při použití procesů přenosu nakrátko. Neúplné spojení může být způsobeno zhášením oblouku, čímž se proces stává podprůměrným pro kritické aplikace. V situacích s velkým objemem, pokud materiál dokáže unést svůj tepelný příkon (≥ 1/16 palce je přibližně nejtenčí materiál svařovaný pomocí režimu pulzního rozprašování), je pulzní přenos rozprašováním lepší volbou a preferovanou tloušťkou materiálu pro přenos rozprašováním je GM.
Tyto režimy s vysokým přenosem tepla nevyžadují ochranný plyn He. Pro svařování s přenosem rozprašováním slitin řady 300 je běžnou volbou 98 % Ar a 2 % reaktivních prvků, jako je CO2 nebo O2. Některé směsi plynů mohou také obsahovat malá množství N2. N2 má vyšší ionizační potenciál a tepelnou vodivost, což podporuje smáčení a umožňuje rychlejší cestování nebo lepší propustnost;také snižuje zkreslení.
Pro pulzní sprejový přenos GMAW může být přijatelnou volbou 100% Ar. Protože pulzní proud stabilizuje oblouk, plyn vždy nevyžaduje aktivní prvky.
Tavenina je pomalejší u feritických nerezových ocelí a duplexních nerezových ocelí (poměr feritu k austenitu 50/50). U těchto slitin směs plynů jako ~70 % Ar/~30 % He/2 % CO2 podpoří lepší smáčení a zvýší rychlost pohybu (viz obrázek 3). dostatečně zvýšit obsah oxidů, takže by se jim výrobci měli vyhnout nebo být připraveni strávit nad nimi hodně času).Abrazivní, protože tyto oxidy jsou tak tvrdé, že je drátěný kartáč obvykle neodstraní).
Výrobci používají dráty z nerezové oceli s tavidlem pro svařování mimo situ, protože struskový systém v těchto drátech poskytuje „polici“, která podepírá svarovou lázeň při tuhnutí. Protože složení tavidla zmírňuje účinky CO2, drát z nerezové oceli s tavidlem je navržen pro použití se 75 % Ar/25 % CO2 a/nebo 100 % směsí svařovacího plynu, která nemá cenu 100 % více CO2. vyšší rychlosti svařování ve všech polohách a rychlosti nanášení mohou snížit celkové náklady na svařování. Plněný drát navíc používá konvenční výstup stejnosměrného proudu s konstantním napětím, takže základní svařovací systém je méně nákladný a méně složitý než pulzní systémy GMAW.
Pro slitiny řady 300 a 400 zůstává 100% Ar standardní volbou pro svařování plynovým wolframovým obloukem (GTAW). Během GTAW některých slitin niklu, zejména u mechanizovaných procesů, mohou být přidána malá množství vodíku (až 5 %) pro zvýšení rychlosti pojezdu (všimněte si, že na rozdíl od uhlíkových ocelí nejsou slitiny niklu náchylné k praskání vodíkem).
Pro svařování superduplexních a superduplexních nerezových ocelí jsou dobrou volbou 98 % Ar/2 % N2 a 98 % Ar/3 % N2. Ke zlepšení smáčivosti asi o 30 % lze také přidat helium. Při svařování superduplexních nebo superduplexních nerezových ocelí je cílem vytvořit spoj s vyváženou mikrostrukturou přibližně 50 % a mikrostruktura, protože rychlost ochlazování závisí na rychlosti tvorby feritu a 50 % feritu. svarová lázeň se rychle ochladí, při použití 100% Ar zůstává přebytečný ferit. Při použití plynné směsi obsahující N2 se N2 vmíchá do roztavené lázně a podporuje tvorbu austenitu.
Nerezová ocel potřebuje chránit obě strany spoje, aby vytvořila hotový svar s maximální odolností proti korozi. Pokud zadní strana nebude chráněna, může dojít k „cukernatění“ nebo rozsáhlé oxidaci, která může vést k selhání pájky.
Těsné tvarovky s trvale vynikajícím uchycením nebo těsná izolace na zadní straně tvarovky nemusí vyžadovat podpůrný plyn. Zde je hlavním problémem zabránit nadměrnému zabarvení tepelně ovlivněné zóny v důsledku nahromadění oxidu, který pak vyžaduje mechanické odstranění. Technicky, pokud teplota na zadní straně překročí 500 stupňů Fahrenheita, je vyžadován ochranný plyn. Při použití prahu 30 stupňů Fahrenheita je však konzervativnější přístup. být nižší než 30 PPM O2. Výjimkou je případ, kdy bude zadní strana svaru vydlabána, broušena a svařena, aby se dosáhlo plného průvaru.
Dva podpůrné plyny na výběr jsou N2 (nejlevnější) a Ar (dražší). Pro malé sestavy nebo když jsou zdroje Ar snadno dostupné, může být výhodnější použít tento plyn a nevyplatí se úspory N2. Ke snížení oxidace lze přidat až 5 % vodíku. K dispozici jsou různé komerční možnosti, ale běžné jsou domácí podpěry a čistící přehrady.
Přídavek 10,5 % nebo více chrómu je to, co dodává nerezové oceli její nerezové vlastnosti. Zachování těchto vlastností vyžaduje dobrou techniku ​​výběru správného ochranného plynu pro svařování a ochrany zadní strany spoje. Nerezová ocel je drahá a existují dobré důvody pro její použití. Nemá smysl zkoušet stříhat rohy, pokud jde o ochranný plyn nebo vybírat přídavné kovy, má smysl vždy vybírat rozvaděče plynu a plnicí kovy. pro svařování nerezové oceli.
Sledujte nejnovější zprávy, události a technologie týkající se všech kovů z našich dvou měsíčních zpravodajů napsaných výhradně pro kanadské výrobce!
Nyní s plným přístupem k digitální edici Canadian Metalworking, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Nyní s plným přístupem k digitální edici Made in Canada a Welding, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.