Η συγκόλληση του ανοξείδωτου χάλυβα απαιτεί την επιλογή προστατευτικού αερίου για τη διατήρηση της μεταλλουργικής του σύνθεσης και των σχετικών φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων. Τα κοινά προστατευτικά αέρια για τον ανοξείδωτο χάλυβα περιλαμβάνουν αργό, ήλιο, οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο και υδρογόνο (βλ. Εικόνα 1).
Λόγω της κακής θερμικής αγωγιμότητας του ανοξείδωτου χάλυβα και της σχετικά «ψυχρής» φύσης της συγκόλλησης με τόξο μετάλλου με αέριο μεταφοράς βραχυκυκλώματος (GMAW), η διαδικασία απαιτεί ένα αέριο «τριμείγματος» που αποτελείται από 85% έως 90% ήλιο (He), έως 10% αργό (Ar) και 2% έως 5% μίγμα CO2, 0% A Comment. Ar, και 2-1/2% CO2. Το υψηλό δυναμικό ιονισμού του ηλίου προάγει το τόξο μετά από βραχυκύκλωμα.Σε συνδυασμό με την υψηλή θερμική αγωγιμότητά του, η χρήση του He αυξάνει τη ρευστότητα της λιωμένης δεξαμενής. Το συστατικό Ar του Trimix παρέχει γενική θωράκιση της λακκούβας συγκόλλησης, ενώ το CO2 δρα ως αντιδραστικό συστατικό για τη σταθεροποίηση του τόξου (βλ. Εικόνα 2 για το πώς τα διαφορετικά προστατευτικά αέρια επηρεάζουν το προφίλ των σφαιριδίων συγκόλλησης).
Ορισμένα τριμερή μείγματα μπορεί να χρησιμοποιούν οξυγόνο ως σταθεροποιητή, ενώ άλλα χρησιμοποιούν ένα μείγμα He/CO2/N2 για να επιτύχουν το ίδιο αποτέλεσμα. Ορισμένοι διανομείς αερίων διαθέτουν ιδιόκτητα μείγματα αερίων που παρέχουν τα υποσχόμενα οφέλη. Οι έμποροι προτείνουν επίσης αυτά τα μείγματα για άλλους τρόπους μετάδοσης με το ίδιο αποτέλεσμα.
Το μεγαλύτερο λάθος που κάνουν οι κατασκευαστές είναι να προσπαθούν να βραχυκυκλώσουν τον ανοξείδωτο χάλυβα GMAW με το ίδιο μείγμα αερίων (75 Ar/25 CO2) με τον μαλακό χάλυβα, συνήθως επειδή δεν θέλουν να διαχειριστούν έναν επιπλέον κύλινδρο. Αυτό το μείγμα περιέχει πάρα πολύ άνθρακα. Στην πραγματικότητα, κάθε προστατευτικό αέριο που χρησιμοποιείται για συμπαγές σύρμα θα πρέπει να περιέχει μέγιστο 5% διοξείδιο του άνθρακα. Το e έχει περιεκτικότητα σε άνθρακα κάτω από 0,03%). Η υπερβολική ποσότητα άνθρακα στο προστατευτικό αέριο μπορεί να σχηματίσει καρβίδια χρωμίου, τα οποία μειώνουν την αντοχή στη διάβρωση και τις μηχανικές ιδιότητες. Η αιθάλη μπορεί επίσης να εμφανιστεί στην επιφάνεια της συγκόλλησης.
Ως δευτερεύουσα σημείωση, όταν επιλέγουν μέταλλα για βραχυκύκλωμα GMAW για τα βασικά κράματα της σειράς 300 (308, 309, 316, 347), οι κατασκευαστές θα πρέπει να επιλέγουν την κατηγορία LSi. Τα πληρωτικά LSi έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα (0,02%) και επομένως συνιστώνται ιδιαίτερα όταν υπάρχει κίνδυνος διακοκκώδους διάβρωσης. ld και προωθούν τη σύντηξη στο δάχτυλο του ποδιού.
Οι κατασκευαστές θα πρέπει να είναι προσεκτικοί όταν χρησιμοποιούν διαδικασίες μεταφοράς βραχυκυκλώματος. Η ατελής σύντηξη μπορεί να προκύψει λόγω κατάσβεσης τόξου, καθιστώντας τη διαδικασία υποβαθμισμένη για κρίσιμες εφαρμογές. Σε καταστάσεις υψηλού όγκου, εάν το υλικό μπορεί να υποστηρίξει την εισροή θερμότητάς του (≥ 1/16 ίντσα είναι περίπου το λεπτότερο υλικό που συγκολλάται. Η επιλογή του πάχους ακτίνας θα γίνει καλύτερη επιλογή παλμού με χρήση του παλμού. υποστηρίξτε το, προτιμάται η μεταφορά ψεκασμού GMAW καθώς παρέχει πιο συνεπή σύντηξη.
Αυτές οι λειτουργίες υψηλής μεταφοράς θερμότητας δεν απαιτούν προστατευτικό αέριο He. Για συγκόλληση με μεταφορά με ψεκασμό κραμάτων σειράς 300, μια κοινή επιλογή είναι 98% Ar και 2% αντιδραστικά στοιχεία όπως CO2 ή O2. Ορισμένα μείγματα αερίων μπορεί επίσης να περιέχουν μικρές ποσότητες N2.N2 έχει υψηλότερο δυναμικό ιονισμού και θερμική αγωγιμότητα, που προάγει τη διαβροχή ή τη βελτίωση της ταχύτητας.μειώνει επίσης την παραμόρφωση.
Για τη μεταφορά παλμικού ψεκασμού GMAW, το 100% Ar μπορεί να είναι μια αποδεκτή επιλογή. Επειδή το παλμικό ρεύμα σταθεροποιεί το τόξο, το αέριο δεν απαιτεί πάντα ενεργά στοιχεία.
Η λιωμένη δεξαμενή είναι πιο αργή για τους φερριτικούς ανοξείδωτους χάλυβες και τους διπλούς ανοξείδωτους χάλυβες (αναλογία φερρίτη προς ωστενίτη 50/50). στην επιφάνεια της συγκόλλησης (π.χ. η προσθήκη 2% CO2 ή O2 είναι αρκετή για να αυξηθεί η περιεκτικότητα σε οξείδια, επομένως οι κατασκευαστές θα πρέπει να τα αποφεύγουν ή να είναι έτοιμοι να αφιερώσουν πολύ χρόνο σε αυτά).Λειαντικό επειδή αυτά τα οξείδια είναι τόσο σκληρά που μια συρμάτινη βούρτσα συνήθως δεν τα αφαιρεί).
Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν συρματόσχοινα από ανοξείδωτο χάλυβα για συγκόλληση εκτός τόπου, επειδή το σύστημα σκωρίας σε αυτά τα σύρματα παρέχει ένα "ράφι" που υποστηρίζει τη δεξαμενή συγκόλλησης καθώς στερεοποιείται. Επειδή η σύνθεση ροής μετριάζει τις επιπτώσεις του CO2, το σύρμα από ανοξείδωτο χάλυβα με flux πυρήνα έχει σχεδιαστεί για χρήση με μείγμα Ar25% CO20/W% CO. Το καλώδιο ροής μπορεί να κοστίζει περισσότερο ανά λίβρα, αξίζει να σημειωθεί ότι οι υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης σε όλες τις θέσεις και ρυθμοί εναπόθεσης μπορεί να μειώσουν το συνολικό κόστος συγκόλλησης. Επιπλέον, το καλώδιο ροής χρησιμοποιεί μια συμβατική έξοδο συνεχούς τάσης σταθερής τάσης, καθιστώντας το βασικό σύστημα συγκόλλησης λιγότερο δαπανηρό και λιγότερο περίπλοκο από τα παλμικά συστήματα GMAW.
Για τα κράματα της σειράς 300 και 400, το 100% Ar παραμένει η τυπική επιλογή για τη συγκόλληση τόξου με αέριο βολφραμίου (GTAW). Κατά τη διάρκεια του GTAW ορισμένων κραμάτων νικελίου, ειδικά με μηχανοποιημένες διεργασίες, μικρές ποσότητες υδρογόνου (έως 5%) μπορούν να προστεθούν για να αυξηθεί η ταχύτητα διαδρομής (σημειώστε ότι σε αντίθεση με τους χάλυβες άνθρακα, όλοι οι χάλυβες υδρογόνου δεν προέρχονται από υδρογόνο).
Για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα superduplex και superduplex, 98% Ar/2% N2 και 98% Ar/3% N2 είναι καλές επιλογές, αντίστοιχα. Το ήλιο μπορεί επίσης να προστεθεί για να βελτιώσει τη διαβρεξιμότητα κατά περίπου 30%. γιατί ο σχηματισμός της μικροδομής εξαρτάται από τον ρυθμό ψύξης και επειδή η δεξαμενή συγκόλλησης TIG ψύχεται γρήγορα, η περίσσεια φερρίτη παραμένει όταν χρησιμοποιείται 100% Ar. Όταν χρησιμοποιείται ένα μείγμα αερίων που περιέχει N2, το N2 αναδεύεται στη λιωμένη δεξαμενή και προάγει το σχηματισμό ωστενίτη.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας πρέπει να προστατεύει και τις δύο πλευρές της ένωσης για να δημιουργήσει μια τελική συγκόλληση με μέγιστη αντοχή στη διάβρωση. Η αποτυχία προστασίας της πίσω πλευράς μπορεί να οδηγήσει σε «σακχαροποίηση» ή εκτεταμένη οξείδωση που μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία της συγκόλλησης.
Τα σφιχτά εξαρτήματα με σταθερά εξαιρετική εφαρμογή ή σφιχτός περιορισμός στο πίσω μέρος του εξαρτήματος ενδέχεται να μην απαιτούν αέριο υποστήριξης. Εδώ, το κύριο ζήτημα είναι να αποφευχθεί ο υπερβολικός αποχρωματισμός της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα λόγω συσσώρευσης οξειδίου, το οποίο στη συνέχεια απαιτεί μηχανική αφαίρεση. βαθμούς Φαρενάιτ ως κατώφλι. Στην ιδανική περίπτωση, το υπόστρωμα θα πρέπει να είναι κάτω από 30 PPM O2. Η εξαίρεση είναι εάν το πίσω μέρος της συγκόλλησης θα τρυπηθεί, θα αλεσθεί και θα συγκολληθεί για να επιτευχθεί συγκόλληση πλήρους διείσδυσης.
Τα δύο αέρια υποστήριξης της επιλογής είναι το N2 (φθηνότερο) και το Ar (ακριβότερο). Για μικρές συναρμολογήσεις ή όταν υπάρχουν άμεσα διαθέσιμες πηγές Ar, μπορεί να είναι πιο βολικό να χρησιμοποιήσετε αυτό το αέριο και να μην αξίζει την εξοικονόμηση N2. Μπορεί να προστεθεί έως και 5% υδρογόνο για τη μείωση της οξείδωσης. Διατίθενται διάφορες εμπορικές επιλογές, αλλά είναι κοινά τα σπιτικά στηρίγματα και τα φράγματα καθαρισμού.
Η προσθήκη 10,5% ή περισσότερο χρωμίου είναι αυτό που δίνει στον ανοξείδωτο χάλυβα τις ανοξείδωτες ιδιότητές του. Η διατήρηση αυτών των ιδιοτήτων απαιτεί καλή τεχνική για την επιλογή του σωστού προστατευτικού αερίου συγκόλλησης και την προστασία του πίσω μέρους της άρθρωσης. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ακριβός και υπάρχουν καλοί λόγοι για να το χρησιμοποιήσετε. Ειδικός tributor και πληρωτικού μετάλλου κατά την επιλογή αερίου και μετάλλου πλήρωσης για συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα.
Μείνετε ενημερωμένοι με τα τελευταία νέα, εκδηλώσεις και τεχνολογία για όλα τα μέταλλα από τα δύο μηνιαία ενημερωτικά δελτία μας που γράφτηκαν αποκλειστικά για Καναδούς κατασκευαστές!
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του Canadian Metalworking, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του Made in Canada και του Welding, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους της βιομηχανίας.