Svejsning af rustfrit stål kræver udvælgelse af beskyttelsesgas for at bevare dens metallurgiske sammensætning og tilhørende fysiske og mekaniske egenskaber. Almindelige beskyttelsesgaselementer til rustfrit stål omfatter argon, helium, oxygen, kuldioxid, nitrogen og brint (se figur 1). Disse gasser kombineres i forskellige forhold for at passe til alle behovene for forskellige trådtyper, transport- og leveringstypers profiler, hastigheder og leveringstyper.
På grund af rustfrit ståls dårlige termiske ledningsevne og den relativt "kolde" karakter af kortslutningstransfergasmetalbuesvejsning (GMAW), kræver processen en "tri-mix" gas bestående af 85 % til 90 % helium (He), op til 10 % Argon (Ar) og 2 % til 5 % Kuldioxid indeholder almindelig triblend, Arlend, 7 %, 7 % og 9 % af kuldioxid. 2-1/2% CO2. Heliums høje ioniseringspotentiale fremmer lysbuedannelse efter en kortslutning;kombineret med dens høje termiske ledningsevne øger brugen af ​​He fluiditeten af ​​det smeltede bassin. Ar-komponenten i Trimix giver generel afskærmning af svejsepytten, mens CO2 fungerer som en reaktiv komponent til at stabilisere lysbuen (se figur 2 for, hvordan forskellige beskyttelsesgasser påvirker svejsevulstprofilen).
Nogle ternære blandinger kan bruge oxygen som stabilisator, mens andre bruger en He/CO2/N2-blanding for at opnå samme effekt. Nogle gasdistributører har proprietære gasblandinger, der giver de lovede fordele. Forhandlere anbefaler også disse blandinger til andre transmissionstilstande med samme effekt.
Den største fejl, producenter begår, er at forsøge at kortslutte GMAW rustfrit stål med den samme gasblanding (75 Ar/25 CO2) som blødt stål, normalt fordi de ikke ønsker at håndtere en ekstra cylinder. Denne blanding indeholder for meget kulstof. Faktisk bør enhver beskyttelsesgas, der bruges til massiv tråd, indeholde maksimalt 5 % kuldioxid. kulstofindhold under 0,03%).Overskydende kulstof i beskyttelsesgassen kan danne chromcarbider, som reducerer korrosionsbestandighed og mekaniske egenskaber. Der kan også forekomme sod på svejseoverfladen.
Som en sidebemærkning, når producenterne vælger metaller til kortslutning af GMAW til 300-seriens basislegeringer (308, 309, 316, 347), bør producenterne vælge LSi-kvaliteten. LSi-fyldstoffer har et lavt kulstofindhold (0,02%) og anbefales derfor især, når der er risiko for intergranulær korrosion, som f.eks. og fremme fusion ved tåen.
Producenter bør udvise forsigtighed ved brug af kortslutningsoverførselsprocesser. Ufuldstændig sammensmeltning kan resultere på grund af bueslukning, hvilket gør processen subpar for kritiske applikationer.I situationer med høj volumen, hvis materialet kan understøtte dets varmetilførsel (≥ 1/16 tomme er omtrent det tyndeste materiale, der er svejset ved hjælp af pulsspray-metoden, vil svejsningsmateriale være et bedre valg med puls-spray-spray, og svejsningsmateriale vil være en bedre spray-type). ray transfer GMAW foretrækkes, da det giver en mere konsistent fusion.
Disse høje varmeoverførselstilstande kræver ikke He-beskyttelsesgas. Til sprayoverførselssvejsning af 300-serielegeringer er et almindeligt valg 98 % Ar og 2 % reaktive elementer såsom CO2 eller O2. Nogle gasblandinger kan også indeholde små mængder N2. N2 har et højere ioniseringspotentiale og termisk ledningsevne, hvilket fremmer hurtige bevægelser eller forbedret befugtning;det reducerer også forvrængning.
For pulseret sprayoverførsel GMAW kan 100% Ar være et acceptabelt valg. Fordi den pulserede strøm stabiliserer lysbuen, kræver gassen ikke altid aktive elementer.
Den smeltede pool er langsommere for ferritisk rustfrit stål og duplex rustfrit stål (50/50 forhold mellem ferrit og austenit). For disse legeringer vil en gasblanding såsom ~70% Ar/~30% He/2% CO2 fremme bedre befugtning og øge rejsehastigheden (se figur 3). Lignende blandinger kan medføre, at legeringer f.eks. kan svejses på overfladen, men nikkel vil tilføre nikkeloverfladen. 2 % CO2 eller O2 er nok til at øge oxidindholdet, så producenter bør undgå dem eller være parate til at bruge meget tid på dem).Slibende, fordi disse oxider er så hårde, at en stålbørste normalt ikke vil fjerne dem).
Producenter bruger fluskernede rustfri ståltråde til out-of-situ svejsning, fordi slaggesystemet i disse tråde giver en "hylde", der understøtter svejsebassinet, når det størkner. Fordi flusmiddelsammensætningen afbøder virkningerne af CO2, er fluskernet rustfrit ståltråd designet til brug med 75% CO2 00% eller CO225%-gasblanding. wire kan koste mere pr. pund, er det værd at bemærke, at højere svejsehastigheder og afsætningshastigheder i alle positioner kan reducere de samlede svejseomkostninger.Derudover bruger den fluxkernede tråd en konventionel konstant spænding DC-udgang, hvilket gør det grundlæggende svejsesystem mindre omkostningsfuldt og mindre komplekst end pulserede GMAW-systemer.
For legeringer i 300- og 400-serien forbliver 100 % Ar standardvalget til gaswolframbuesvejsning (GTAW). Under GTAW af nogle nikkellegeringer, især med mekaniserede processer, kan små mængder brint (op til 5%) tilsættes for at øge rejsehastigheden (bemærk, at i modsætning til kulstofstål er nikkel-til-brintlegeringer ikke udsatte).
Til svejsning af superduplex og superduplex rustfrit stål er henholdsvis 98% Ar/2% N2 og 98% Ar/3% N2 gode valg. Helium kan også tilsættes for at forbedre befugtningsevnen med ca. 30%. Ved svejsning af super duplex eller super duplex rustfrit stål er målet at producere en samling med en afbalanceret mikrostruktur på 50% mikrostruktur på ca. afhænger af afkølingshastigheden, og fordi TIG-svejsebassinet afkøles hurtigt, forbliver der overskydende ferrit, når der bruges 100 % Ar. Når der anvendes en gasblanding indeholdende N2, røres N2 ind i den smeltede pool og fremmer austenitdannelse.
Rustfrit stål skal beskytte begge sider af samlingen for at producere en færdig svejsning med maksimal korrosionsbestandighed. Manglende beskyttelse af bagsiden kan resultere i "forsukring" eller omfattende oxidation, der kan føre til loddefejl.
Stramme numsefittings med konsekvent fremragende pasform eller tæt indeslutning på bagsiden af ​​fittingen kræver muligvis ikke støttegas. Her er hovedproblemet at forhindre overdreven misfarvning af den varmepåvirkede zone på grund af oxidopbygning, som derefter kræver mekanisk fjernelse. Teknisk set, hvis bagsidens temperatur overstiger 500 grader Fahrenheit, er en mere konservativ tilgang påkrævet. 00 grader Fahrenheit som tærskel. Ideelt set bør bagsiden være under 30 PPM O2. Undtagelsen er, hvis bagsiden af ​​svejsningen vil blive udhulet, slebet og svejset for at opnå en fuld penetrationssvejsning.
De to udvalgte støttegasser er N2 (billigst) og Ar (dyrere). For små samlinger, eller når Ar-kilder er let tilgængelige, kan det være mere bekvemt at bruge denne gas og ikke værd at spare N2. Op til 5 % brint kan tilsættes for at reducere oxidation. En række kommercielle muligheder er tilgængelige, men hjemmelavede understøtninger og rensningsdæmninger er almindelige.
Tilsætningen af ​​10,5 % eller mere krom er det, der giver rustfrit stål dets rustfrie egenskaber. Vedligeholdelse af disse egenskaber kræver god teknik til at vælge den korrekte svejsebeskyttelsesgas og beskytter bagsiden af ​​samlingen. Rustfrit stål er dyrt, og der er gode grunde til at bruge det. Det nytter ikke at forsøge at skære hjørner, når det kommer til at svejsebeskyttende gas eller metalbeskyttelse giver altid mening for dette arbejde. med en kyndig gasfordeler og spartelmetalspecialist ved valg af gas- og spartelmetal til svejsning af rustfrit stål.
Hold dig ajour med de seneste nyheder, begivenheder og teknologi om alle metaller fra vores to månedlige nyhedsbreve skrevet eksklusivt til canadiske producenter!
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af Canadian Metalworking, nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af Made in Canada and Welding, nem adgang til værdifulde industriressourcer.