S nerezovou ocelí není nutně obtížné pracovat, ale její svařování vyžaduje pečlivou pozornost věnovanou detailům. Nerozptyluje teplo jako měkká ocel nebo hliník a může ztratit určitou odolnost proti korozi, pokud do ní dáte příliš mnoho tepla. Osvědčené postupy pomáhají zachovat její odolnost proti korozi. Obrázek: Miller Electric
Odolnost korozivzdorné oceli z ní činí atraktivní volbu pro mnoho kritických aplikací trubek, včetně vysoce čistých potravinářských a nápojových aplikací, farmaceutických aplikací, tlakových nádob a petrochemických aplikací. Tento materiál však neodvádí teplo jako měkká ocel nebo hliník a nesprávné svařování může snížit jeho odolnost proti korozi. Příliš mnoho tepla a použití nesprávného přídavného kovu jsou dva viníci.
Dodržování některých osvědčených postupů pro svařování nerezové oceli může pomoci zlepšit výsledky a zajistit, že si kov zachová odolnost proti korozi. Kromě toho může modernizace svařovacího procesu přinést výhody produktivity, aniž by došlo ke snížení kvality.
Při svařování nerezové oceli je výběr přídavného kovu kritický pro kontrolu obsahu uhlíku. Přídavné kovy používané pro svařování trubek z nerezové oceli by měly zlepšit výkon svaru a splňovat aplikační požadavky.
Hledejte přídavné kovy s označením „L“, jako je ER308L, protože poskytují nižší maximální obsah uhlíku, který pomáhá udržovat odolnost slitin s nízkouhlíkovou nerezovou ocelí proti korozi. Svařování nízkouhlíkového základního kovu se standardními přídavnými kovy zvyšuje obsah uhlíku ve svarovém spoji, čímž se zvyšuje riziko koroze. Vyhněte se přídavným kovům označeným písmenem „H“, protože jsou určeny pro vyšší aplikace s vyšším obsahem uhlíku.
Při svařování nerezové oceli je také důležité zvolit přídavný kov s nízkými stopovými hladinami (také známými jako nečistoty) prvků. Jedná se o zbytkové prvky v surovinách používaných k výrobě přídavných kovů, včetně antimonu, arsenu, fosforu a síry. Mohou výrazně ovlivnit odolnost materiálu proti korozi.
Vzhledem k tomu, že nerezová ocel je velmi citlivá na vstup tepla, příprava spoje a správná montáž hrají klíčovou roli při regulaci tepla, aby se zachovaly vlastnosti materiálu. Kvůli mezerám mezi díly nebo nerovnoměrnému lícování musí hořák zůstat na jednom místě déle a k vyplnění těchto mezer je potřeba více výplňového kovu. To může způsobit nahromadění tepla v postižené oblasti, což může přehřát díl. Špatné uchycení může také ztížit pronikání dílů do mezery a pečovat o to. možné.
Čistota tohoto materiálu je také velmi důležitá. Velmi malé množství znečištění nebo nečistot ve svarových spojích může způsobit vady, které snižují pevnost a odolnost konečného produktu proti korozi. K čištění podkladu před svařováním použijte speciální kartáč z nerezové oceli, který nebyl použit na uhlíkovou ocel nebo hliník.
U nerezové oceli je senzibilizace hlavní příčinou ztráty odolnosti proti korozi. K tomu může dojít, když teplota svařování a rychlost ochlazování příliš kolísají, čímž se mění mikrostruktura materiálu.
Tento vnější svar na trubce z nerezové oceli, svařovaný pomocí GMAW a regulovaného nanášení kovu (RMD) bez zpětného proplachu kořenového průchodu, je podobný vzhledem a kvalitou svarům vyrobeným pomocí zpětného proplachu GTAW.
Klíčovou součástí korozní odolnosti nerezové oceli je oxid chrómu. Pokud je však obsah uhlíku ve svaru příliš vysoký, vytvoří se karbid chrómu. Tyto váží chrom a zabraňují tvorbě požadovaného oxidu chrómu, který dodává korozivzdorné oceli odolnost proti korozi. Pokud není dostatek oxidu chrómu, materiál nebude mít požadované vlastnosti a dojde ke korozi.
Prevence senzibilizace spočívá ve výběru přídavného kovu a řízení tepelného příkonu. Jak již bylo zmíněno dříve, pro svařování nerezové oceli je důležité zvolit přídavný kov s nízkým obsahem uhlíku. Uhlík je však někdy vyžadován pro zajištění pevnosti pro určité aplikace. Regulace tepla je zvláště důležitá, když přídavné kovy s nízkým obsahem uhlíku nejsou alternativou.
Minimalizujte dobu, po kterou svar a tepelně ovlivněná zóna zůstanou při zvýšených teplotách – obvykle za 950 až 1 500 stupňů Fahrenheita (500 až 800 stupňů Celsia). Čím méně času stráví pájení v tomto rozsahu, tím méně tepla generuje. Při aplikačním pájení vždy kontrolujte a sledujte teplotu meziprolisů.
Další možností je použití přídavných kovů navržených s legujícími složkami, jako je titan a niob, aby se zabránilo tvorbě karbidu chrómu. Protože tyto komponenty také ovlivňují pevnost a houževnatost, nelze tyto přídavné kovy použít ve všech aplikacích.
Plynové wolframové obloukové svařování (GTAW) pro kořenový průchod je tradiční metoda svařování nerezových ocelových trubek. To obvykle vyžaduje zpětné proplachování argonu, aby se zabránilo oxidaci na zadní straně svaru. Použití procesů svařování drátem v nerezových ocelových trubkách je však stále běžnější. V těchto aplikacích je důležité pochopit, jak různé ochranné plyny ovlivňují odolnost materiálu proti korozi.
Při svařování nerezové oceli pomocí procesu plynového obloukového svařování kovů (GMAW) se tradičně používá argon a oxid uhličitý, směs argonu a kyslíku nebo směs tří plynů (helium, argon a oxid uhličitý). Tyto směsi obvykle obsahují převážně argon nebo helium a méně než 5 % oxidu uhličitého, protože oxid uhličitý poskytuje uhlík do svarové lázně a nezvyšuje riziko GMAWP u nerezové oceli.
Drát s tavidlem pro nerezovou ocel je navržen tak, aby běžel s tradiční směsí 75 % argonu a 25 % oxidu uhličitého. Tavidlo obsahuje přísady navržené tak, aby zabránily uhlíku z ochranného plynu kontaminovat svar.
Jak se procesy GMAW vyvíjely, zjednodušily svařování trubek a trubek z nerezové oceli. Zatímco některé aplikace mohou stále vyžadovat procesy GTAW, pokročilé drátové procesy mohou poskytnout podobnou kvalitu a vyšší produktivitu v mnoha aplikacích z nerezové oceli.
Vnitřní svary z nerezové oceli vyrobené pomocí GMAW RMD mají podobnou kvalitu a vzhled jako odpovídající vnější svary.
Kořenový průchod využívající modifikovaný zkratový proces GMAW, jako je Miller's Regulated Metal Deposition (RMD), eliminuje zpětné proplachování v některých aplikacích austenitické nerezové oceli. Po kořenovém průchodu RMD může následovat pulzní GMAW nebo obloukové svařování výplňovým a uzávěrovým svařováním – změna, která šetří čas a peníze ve srovnání s použitím GTAW se zpětným proplachováním, zejména u větších trubek.
RMD používá přesně řízený přenos kovu nakrátko k vytvoření klidného, ​​stabilního oblouku a svarové louže. To poskytuje menší pravděpodobnost studených lapů nebo nedostatečného svaru, méně rozstřiku a kvalitnější průchod kořenem trubky. Přesně řízený přenos kovu také zajišťuje rovnoměrné usazování kapek a snadnější kontrolu svarové lázně a tím i přívodu tepla a rychlosti svařování.
Nekonvenční procesy mohou zvýšit produktivitu svařování. Při použití RMD může být rychlost svařování 6 až 12 palců/min. Protože proces zvyšuje produktivitu bez dodatečného zahřívání dílů, pomáhá udržovat vlastnosti a odolnost korozivzdorné oceli. Snížený tepelný příkon procesu také pomáhá kontrolovat deformaci substrátu.
Tento pulzní proces GMAW poskytuje kratší délky oblouku, užší obloukové kužely a menší přívod tepla než konvenční přenos pulzního rozprašování. Protože je proces uzavřený, posun oblouku a kolísání vzdálenosti mezi hrotem a obrobkem jsou prakticky eliminovány. To poskytuje snazší ovládání louže pro svařování na místě i mimo místo. Konečně, připojení pulzního GMAW pro eliminaci procesu naplnění a výměny svařovacího drátu na jednu housenku s R. časy.
Pipe & Tube Memphis 2022 je konference pro profesionály pracující v bezešvých a svařovacích technologiích. Žádná jiná událost v Severní Americe nesvede dohromady tolik vedoucích potrubí, aby sdíleli odborné znalosti. Nenechte si ji ujít!
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání The FABRICATOR, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně přístupné a poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Užijte si plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který poskytuje nejnovější technologické pokroky, osvědčené postupy a novinky z oboru pro trh lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitální edici The Fabricator en Español, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.