S nehrđajućim čelikom nije nužno teško raditi, ali njegovo zavarivanje zahtijeva posebnu pozornost na detalje. Ne rasipa toplinu poput mekog čelika ili aluminija i može izgubiti nešto otpornosti na koroziju ako u njega stavite previše topline. Najbolje prakse pomažu u održavanju njegove otpornosti na koroziju. Slika: Miller Electric
Otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika čini ga privlačnim izborom za mnoge kritične primjene cijevi, uključujući hranu i piće visoke čistoće, farmaceutske, tlačne posude i petrokemijske primjene. Međutim, ovaj materijal ne raspršuje toplinu kao meki čelik ili aluminij, a nepravilno zavarivanje može smanjiti njegovu otpornost na koroziju. Primjena prevelikog unosa topline i korištenje pogrešnog metala za punjenje dva su krivca.
Pridržavanje nekih najboljih praksi za zavarivanje nehrđajućeg čelika može poboljšati rezultate i osigurati da metal zadrži svoju otpornost na koroziju. Dodatno, nadogradnja procesa zavarivanja može donijeti prednosti produktivnosti bez ugrožavanja kvalitete.
Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika, izbor dodatnog metala je ključan za kontrolu sadržaja ugljika. Dodatni metali koji se koriste za zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika trebali bi poboljšati učinkovitost zavara i zadovoljiti zahtjeve primjene.
Potražite dodane metale s oznakom "L", kao što je ER308L, jer oni pružaju niži maksimalni sadržaj ugljika koji pomaže u održavanju otpornosti na koroziju legura od nehrđajućeg čelika s niskim udjelom ugljika. Zavarivanje osnovnog metala s niskim udjelom ugljika sa standardnim dodatnim metalima povećava sadržaj ugljika u zavarenom spoju, povećavajući rizik od korozije. Izbjegavajte dodatne metale označene s "H" jer oni daju veći sadržaj ugljika i dizajnirani su za primjene koje zahtijevaju veću čvrstoću na povišenim temperature.
Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika također je važno odabrati dodatni metal s niskim razinama elemenata u tragovima (poznatim i kao nečistoće). To su zaostali elementi u sirovinama koje se koriste za izradu dodatnih metala, uključujući antimon, arsen, fosfor i sumpor. Oni mogu uvelike utjecati na otpornost materijala na koroziju.
Budući da je nehrđajući čelik vrlo osjetljiv na dovod topline, priprema spojeva i pravilna montaža igraju ključnu ulogu u kontroli topline kako bi se održala svojstva materijala. Zbog razmaka između dijelova ili neravnomjernog prianjanja, plamenik mora ostati na jednom mjestu dulje i potrebno je više dodatnog metala za popunjavanje tih razmaka. To može uzrokovati nakupljanje topline u zahvaćenom području, što može pregrijati dio. Loše pristajanje također može otežati premošćivanje razmaka i postizanje potrebnog prodiranja zavara. Pazite da osigurate da dijelovi stanu u nehrđajući čelik što je moguće bliže savršenom.
Čistoća ovog materijala također je vrlo važna. Vrlo male količine onečišćenja ili prljavštine u zavarenim spojevima mogu uzrokovati nedostatke koji smanjuju čvrstoću i otpornost na koroziju konačnog proizvoda. Za čišćenje podloge prije zavarivanja koristite posebnu četku od nehrđajućeg čelika koja nije korištena na ugljičnom čeliku ili aluminiju.
Kod nehrđajućeg čelika, osjetljivost je glavni uzrok gubitka otpornosti na koroziju. To se može dogoditi kada temperatura zavarivanja i brzina hlađenja previše variraju, mijenjajući mikrostrukturu materijala.
Ovaj OD zavar na cijevi od nehrđajućeg čelika, zavaren korištenjem GMAW i reguliranog taloženja metala (RMD) bez povratnog ispiranja korijenskog prolaza, sličan je izgledom i kvalitetom zavarima napravljenim s povratnim ispiranjem GTAW.
Ključni dio otpornosti nehrđajućeg čelika na koroziju je krom oksid. Ali ako je sadržaj ugljika u zavaru previsok, stvorit će se krom karbid. On veže krom i sprječava stvaranje željenog krom oksida, koji nehrđajućem čeliku daje otpornost na koroziju. Ako nema dovoljno krom oksida, materijal neće imati željena svojstva i doći će do korozije.
Sprječavanje senzibilizacije svodi se na odabir metala za punjenje i kontrolu unosa topline. Kao što je ranije spomenuto, važno je odabrati dodatni metal s niskim udjelom ugljika za zavarivanje nehrđajućeg čelika. Međutim, ugljik je ponekad potreban da bi se osigurala čvrstoća za određene primjene. Kontrola topline posebno je važna kada dodatni metali s niskim udjelom ugljika nisu opcija.
Smanjite vrijeme tijekom kojeg zavar i zona pod utjecajem topline ostaju na povišenim temperaturama—za koje se obično smatra da su od 950 do 1500 stupnjeva Fahrenheita (500 do 800 stupnjeva Celzijusa). Što manje vremena lemljenje provede u ovom rasponu, to manje topline stvara. Uvijek provjeravajte i promatrajte međuprolaznu temperaturu u postupku primjene lemljenja.
Druga je mogućnost korištenje metala za punjenje dizajniranih s legirajućim komponentama kao što su titan i niobij kako bi se spriječilo stvaranje krom karbida. Budući da te komponente također utječu na čvrstoću i žilavost, ovi metali za punjenje ne mogu se koristiti u svim primjenama.
Plinsko-lučno zavarivanje volframom (GTAW) za korijenski prolaz tradicionalna je metoda zavarivanja cijevi od nehrđajućeg čelika. Ovo obično zahtijeva povratno ispiranje argonom kako bi se spriječila oksidacija na stražnjoj strani zavara. Međutim, upotreba procesa zavarivanja žice u cijevima od nehrđajućeg čelika postaje sve češća. U ovim je primjenama važno razumjeti kako različiti zaštitni plinovi utječu na otpornost materijala na koroziju.
Pri zavarivanju nehrđajućeg čelika postupkom zavarivanja plinskim metalnim lukom (GMAW) tradicionalno se koriste argon i ugljični dioksid, mješavina argona i kisika ili mješavina tri plina (helij, argon i ugljični dioksid). Tipično, ove mješavine uglavnom sadrže argon ili helij i manje od 5% ugljičnog dioksida, jer ugljični dioksid doprinosi ugljiku u zavarenom bazenu i povećava rizik od senzibilizacije. Čisti argon ne preporučuje se za GMAW na nehrđajućem čeliku.
Žica s punjenom jezgrom za nehrđajući čelik dizajnirana je za rad s tradicionalnom mješavinom od 75% argona i 25% ugljičnog dioksida. Flux sadrži sastojke koji sprječavaju da ugljik iz zaštitnog plina kontaminira zavar.
Kako su GMAW procesi evoluirali, oni su pojednostavili zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika. Dok neke primjene i dalje mogu zahtijevati GTAW procese, napredni postupci sa žicom mogu pružiti sličnu kvalitetu i veću produktivnost u mnogim primjenama od nehrđajućeg čelika.
ID zavari od nehrđajućeg čelika izrađeni s GMAW RMD slični su po kvaliteti i izgledu odgovarajućim OD zavarima.
Korijenski prolaz koji koristi modificirani GMAW postupak kratkog spoja kao što je Millerovo regulirano taloženje metala (RMD) eliminira povratno ispiranje u nekim primjenama od austenitnog nehrđajućeg čelika. RMD korijenski prolaz može biti praćen pulsnim GMAW ili lučnim zavarivanjem punjenim jezgrom zavarivanjem ispunom i poklopcem - promjena koja štedi vrijeme i novac u usporedbi s korištenjem GTAW s povratnim pročišćavanjem, posebno na većim cijevima​​.
RMD koristi precizno kontrolirani prijenos metala u kratkom spoju kako bi proizveo miran, stabilan luk i zavarenu lopaticu. To pruža manju mogućnost hladnih preklopa ili nedostatka fuzije, manje prskanja i kvalitetniji prolaz korijena cijevi. Precizno kontrolirani prijenos metala također omogućuje ravnomjerno taloženje kapljica, olakšavajući kontrolu zavarene kupke, a time i unosa topline i brzine zavarivanja.
Nekonvencionalni postupci mogu povećati produktivnost zavarivanja. Kada koristite RMD, brzina zavarivanja može biti od 6 do 12 in./min. Budući da postupak povećava produktivnost bez dodatnog zagrijavanja dijelova, pomaže u održavanju svojstava i otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika. Smanjeni unos topline u procesu također pomaže u kontroli deformacije podloge.
Ovaj pulsni GMAW postupak pruža kraće duljine luka, uže lučne konuse i manje unosa topline od konvencionalnog prijenosa pulsa raspršivanjem. Budući da je proces zatvorene petlje, pomicanje luka i varijacije udaljenosti od vrha do izratka su gotovo eliminirani. To omogućuje lakšu kontrolu lokve za zavarivanje na mjestu i izvan mjesta. Konačno, spajanje pulsirajućeg GMAW-a za ispunu i kapu zrna s RMD-om za korijen zavarivanja omogućuje postupak zavarivanja izvesti pomoću jedne žice i jednog plina, eliminirajući vrijeme promjene procesa.
Tube & Pipe Journal postao je prvi časopis posvećen industriji metalnih cijevi 1990. godine. Danas je to jedina publikacija u Sjevernoj Americi posvećena industriji i postao je najpouzdaniji izvor informacija za profesionalce u proizvodnji cijevi.
Sada uz potpuni pristup digitalnom izdanju The FABRICATOR-a, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, pružajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Uživajte u potpunom pristupu digitalnom izdanju časopisa STAMPING Journal, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište metalnih žigosanja.
Sada uz potpuni pristup digitalnom izdanju The Fabricator en Español, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.