La saldatura di tubi e tubazioni in acciaio inossidabile richiede spesso lo spurgo di ritorno con argon quando si utilizzano processi tradizionali come la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW) e la saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW).
Durante la saldatura dell'acciaio inossidabile serie 300, gli appaltatori possono eliminare il contraccolpo nelle saldature del canale radicolare aperto passando dal tradizionale GTAW o SMAW a un processo di saldatura migliorato, ottenendo comunque un'elevata qualità di saldatura, mantenendo la resistenza alla corrosione del materiale e soddisfacendo la specifica della procedura di saldatura (WPS) che richiede un processo di saldatura ad arco metallico a gas in corto circuito (GMAW).
Preferite per la loro resistenza alla corrosione e forza, le leghe di acciaio inossidabile sono utilizzate in molte applicazioni di tubi e tubazioni, tra cui petrolio e gas, petrolchimico e biocarburanti. Sebbene GTAW sia stato tradizionalmente utilizzato in molte applicazioni in acciaio inossidabile, presenta alcuni svantaggi che possono essere risolti migliorando il GMAW di cortocircuito.
In primo luogo, poiché la carenza di saldatori qualificati continua, trovare lavoratori che abbiano familiarità con GTAW è una sfida continua. In secondo luogo, GTAW non è il processo di saldatura più veloce, il che ostacola le aziende che cercano di aumentare la produttività per soddisfare le richieste dei clienti.
Che cos'è il ritorno di fiamma? Lo spurgo è l'introduzione di gas durante il processo di saldatura per rimuovere i contaminanti e fornire supporto. Lo spurgo sul retro protegge il retro della saldatura dalla formazione di ossidi pesanti in presenza di ossigeno.
Se la parte posteriore non è protetta durante la saldatura aperta del canale radicolare, possono verificarsi danni al substrato. Questa rottura è chiamata saccarificazione, così chiamata perché risulta in una superficie che sembra zucchero all'interno della saldatura. ripetendo il processo di spelatura e saldatura fino al completamento del cordone di radice.
Elimina il contraccolpo. I ritracciamenti possono costare molto tempo e denaro, in alcuni casi aggiungendo migliaia di dollari al progetto. Il passaggio a un processo GMAW di cortocircuito migliorato consente all'azienda di completare la passata di fondo senza eseguire il controlavaggio in molte applicazioni di acciaio inossidabile. Le applicazioni di saldatura per acciai inossidabili della serie 300 sono adatte a questo, mentre le applicazioni di saldatura per acciai inossidabili duplex ad alta purezza attualmente richiedono GTAW per la passata di fondo.
Mantenere l'apporto di calore il più basso possibile aiuta a mantenere la resistenza alla corrosione del pezzo. Ridurre il numero di passaggi di saldatura è un modo per ridurre l'apporto di calore. I processi GMAW migliorati in cortocircuito, come la deposizione regolamentata del metallo (RMD®), utilizzano un trasferimento di metallo controllato con precisione per fornire un deposito uniforme delle gocce. Ciò rende più facile per il saldatore controllare il bagno di saldatura, che a sua volta controlla l'apporto di calore e la velocità di saldatura.
Con il trasferimento controllato del metallo e un congelamento più rapido del bagno di saldatura, il bagno di saldatura è meno turbolento e il gas di protezione lascia la pistola GMAW relativamente indisturbata. Ciò consente al gas di protezione di passare attraverso la radice aperta, spostando l'atmosfera e prevenendo la saccarificazione o l'ossidazione sul retro della saldatura. Questa copertura del gas richiede solo poco tempo perché le pozzanghere si congelano molto rapidamente.
I test hanno dimostrato che il processo GMAW di cortocircuito modificato soddisfa gli standard di qualità della saldatura mantenendo la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile come quando il cordone di radice è stato saldato con GTAW.
Un cambiamento nel processo di saldatura richiede a un'azienda di ricertificare il proprio WPS, ma tale passaggio può fornire un enorme ritorno in termini di tempo e risparmi sui costi per nuovi lavori di produzione e riparazione.
La saldatura aperta del canale radicolare utilizzando un processo GMAW in cortocircuito migliorato offre ulteriori vantaggi in termini di produttività, efficienza e formazione dei saldatori. Questi includono:
Elimina la possibilità di canali caldi grazie alla possibilità di depositare più metallo per aumentare lo spessore del canale radicolare.
Eccellente tolleranza per disallineamenti alti e bassi tra sezioni di tubo. Grazie al trasferimento uniforme del metallo, il processo può facilmente colmare spazi fino a 3⁄16 pollici.
La lunghezza dell'arco è costante indipendentemente dall'estensione dell'elettrodo, il che compensa gli operatori che faticano a mantenere un'estensione costante. Un bagno di saldatura più facilmente controllabile e un trasferimento uniforme del metallo possono ridurre i tempi di formazione per i nuovi saldatori.
Riduzione dei tempi di inattività per i cambi di processo. È possibile utilizzare lo stesso filo e lo stesso gas di protezione per i canali radice, riempimento e chiusura. È possibile utilizzare un processo GMAW pulsato a condizione che i canali siano riempiti e tappati con almeno l'80% di gas di protezione argon.
Per le operazioni che desiderano eliminare il backflush nelle applicazioni in acciaio inossidabile, è importante seguire cinque suggerimenti chiave per il successo quando si passa a un processo GMAW in cortocircuito modificato.
Pulire l'interno e l'esterno dei tubi per rimuovere eventuali contaminanti. Utilizzare una spazzola metallica progettata per l'acciaio inossidabile per pulire la parte posteriore del giunto ad almeno 1 pollice dal bordo.
Utilizzare un metallo d'apporto in acciaio inossidabile con un alto contenuto di silicio, come 316LSi o 308LSi. Il contenuto di silicio più elevato favorisce la bagnatura del bagno di saldatura e agisce come disossidante.
Per prestazioni ottimali, utilizzare una miscela di gas di protezione appositamente formulata per il processo, ad esempio elio al 90%, argon al 7,5% e anidride carbonica al 2,5%. Un'altra opzione è argon al 98% e anidride carbonica al 2%.
Per ottenere i migliori risultati, utilizzare una punta affusolata e un ugello per la canalizzazione delle radici per individuare la copertura del gas. L'ugello conico con diffusore di gas integrato fornisce un'eccellente copertura.
Si noti che l'utilizzo del processo GMAW in cortocircuito modificato senza gas di protezione produce una piccola quantità di incrostazioni sul retro della saldatura. Questa in genere si sfalda quando la saldatura si raffredda e soddisfa gli standard di qualità per applicazioni petrolifere, centrali elettriche e petrolchimiche.
Jim Byrne è Sales and Applications Manager per Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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