Sveising av rustfritt stål krever valg av beskyttelsesgass for å opprettholde dens metallurgiske sammensetning og tilhørende fysiske og mekaniske egenskaper.Vanlige beskyttelsesgasselementer for rustfritt stål inkluderer argon, helium, oksygen, karbondioksid, nitrogen og hydrogen (se figur 1). Disse gassene kombineres i forskjellige forhold for å passe alle behovene til forskjellige wiretyper, transporthastigheter og leveringshastigheter, profiler og leveringstyper.
På grunn av den dårlige termiske ledningsevnen til rustfritt stål og den relativt "kalde" karakteren til kortslutningsoverføringsgassmetallbuesveising (GMAW), krever prosessen en "tri-mix" gass bestående av 85 % til 90 % helium (He), opptil 10 % Argon (Ar) og 2 % til 5 % karbondioksydblanding (HeA 9 %, Arlend, 7 % og 7 % karbondioksid). 2-1/2 % CO2. Det høye ioniseringspotensialet til helium fremmer lysbue etter en kortslutning;kombinert med dens høye termiske ledningsevne, øker bruken av He fluiditeten til smeltebassenget. Ar-komponenten i Trimix gir generell skjerming av sveisekulpen, mens CO2 fungerer som en reaktiv komponent for å stabilisere lysbuen (se figur 2 for hvordan ulike beskyttelsesgasser påvirker sveisevulstprofilen).
Noen ternære blandinger kan bruke oksygen som stabilisator, mens andre bruker en He/CO2/N2-blanding for å oppnå samme effekt. Noen gassdistributører har proprietære gassblandinger som gir de lovede fordelene. Forhandlere anbefaler også disse blandingene for andre overføringsmoduser med samme effekt.
Den største feilen produsenter gjør er å prøve å kortslutte GMAW rustfritt stål med samme gassblanding (75 Ar/25 CO2) som bløtt stål, vanligvis fordi de ikke ønsker å håndtere en ekstra sylinder. Denne blandingen inneholder for mye karbon. Faktisk bør all beskyttelsesgass som brukes til solid wire inneholde maksimalt 5 % karbondioksid. Bruk av en lengre metallurgi og L-grad som ikke er regnet i større mengder (L) karboninnhold under 0,03%).For mye karbon i dekkgassen kan danne kromkarbider, som reduserer korrosjonsmotstand og mekaniske egenskaper.Sot kan også oppstå på sveiseoverflaten.
Som en sidebemerkning, når de velger metaller for kortslutning av GMAW for 300-seriens basislegeringer (308, 309, 316, 347), bør produsenter velge LSi-kvaliteten. LSi fyllstoffer har et lavt karboninnhold (0,02%) og anbefales derfor spesielt når det er risiko for intergranulær korrosjon. og fremme fusjon ved tåen.
Produsenter bør utvise forsiktighet ved bruk av kortslutningsoverføringsprosesser. Ufullstendig fusjon kan resultere på grunn av bueslukking, noe som gjør prosessen subpar for kritiske applikasjoner. I situasjoner med høyt volum, hvis materialet kan støtte varmetilførselen (≥ 1/16 tomme er omtrent det tynneste materialet sveiset ved hjelp av pulsspraymodusen, vil overføringsmateriale være et bedre sted med pulsspray-spray og spraymodus). ray transfer GMAW foretrekkes da det gir en mer konsistent fusjon.
Disse høye varmeoverføringsmodusene krever ikke He-beskyttelsesgass. For sprayoverføringssveising av 300-serielegeringer er et vanlig valg 98 % Ar og 2 % reaktive elementer som CO2 eller O2. Noen gassblandinger kan også inneholde små mengder N2.N2 har et høyere ioniseringspotensial og termisk ledningsevne, noe som fremmer raskere vandring eller forbedrer fuktbarheten;det reduserer også forvrengning.
For pulserende sprayoverføring GMAW kan 100 % Ar være et akseptabelt valg. Fordi den pulserte strømmen stabiliserer lysbuen, krever ikke alltid gassen aktive elementer.
Det smeltede bassenget er langsommere for ferritisk rustfritt stål og dupleks rustfritt stål (50/50 forhold mellom ferritt og austenitt). For disse legeringene vil en gassblanding som ~70% Ar/~30% He/2% CO2 fremme bedre fukting og øke reisehastigheten (se figur 3). Lignende blandinger kan brukes til å sveise legeringer på overflaten, men nikkel vil tilføre nikkel-overflaten. 2 % CO2 eller O2 er nok til å øke oksidinnholdet, så produsenter bør unngå dem eller være forberedt på å bruke mye tid på dem).Slipende fordi disse oksidene er så harde at en stålbørste vanligvis ikke vil fjerne dem).
Produsenter bruker fluss-kjernede rustfrie ståltråder for out-of-situ-sveising fordi slaggsystemet i disse ledningene gir en "hylle" som støtter sveisebassenget når det størkner. Fordi flussmiddelsammensetningen demper effekten av CO2, er fluss-kjernet rustfritt ståltråd designet for bruk med 75 % CO2 og 25 % flux-blanding. wire kan koste mer per pund, det er verdt å merke seg at høyere sveisehastigheter og avsetningshastigheter i alle posisjoner kan redusere de totale sveisekostnadene.I tillegg bruker den fluks-kjernede ledningen en konvensjonell konstant spenning DC-utgang, noe som gjør det grunnleggende sveisesystemet mindre kostbart og mindre komplekst enn pulsede GMAW-systemer.
For legeringer i 300- og 400-serien forblir 100 % Ar standardvalget for gass wolframbuesveising (GTAW). Under GTAW av noen nikkellegeringer, spesielt med mekaniserte prosesser, kan små mengder hydrogen (opptil 5%) tilsettes for å øke reisehastigheten (merk at i motsetning til karbonstål er nikkel-til-hydrogenlegeringer ikke sprekker).
For sveising av superdupleks og superdupleks rustfritt stål er henholdsvis 98% Ar/2% N2 og 98% Ar/3% N2 gode valg. Helium kan også tilsettes for å forbedre fuktbarheten med ca. 30%.Ved sveising av superdupleks eller superdupleks rustfritt stål er målet å produsere en fuge med en balansert mikrostruktur på 50% mikrostruktur på ca. avhenger av kjølehastigheten, og fordi TIG-sveisebassenget avkjøles raskt, blir overskudd av ferritt igjen når 100 % Ar brukes. Når det brukes en gassblanding som inneholder N2, røres N2 inn i det smeltede bassenget og fremmer austenittdannelse.
Rustfritt stål må beskytte begge sider av skjøten for å produsere en ferdig sveis med maksimal korrosjonsmotstand. Unnlatelse av å beskytte baksiden kan resultere i "sukkerdannelse" eller omfattende oksidasjon som kan føre til loddefeil.
Trange rumpebeslag med gjennomgående utmerket passform eller tett inneslutning på baksiden av beslaget trenger kanskje ikke støttegass. Her er hovedproblemet å forhindre overdreven misfarging av den varmepåvirkede sonen på grunn av oksidoppbygging, som deretter krever mekanisk fjerning. Teknisk sett, hvis baksidetemperaturen overstiger 500 grader, er det nødvendig med en mer konservativ tilnærming for å beskytte mot. 00 grader Fahrenheit som terskel. Ideelt sett bør underlaget være under 30 PPM O2. Unntaket er hvis baksiden av sveisen skal uthulles, slipes og sveises for å oppnå en full penetrasjonssveis.
De to støttegassene som velges er N2 (billigst) og Ar (dyrere). For små sammenstillinger eller når Ar-kilder er lett tilgjengelige, kan det være mer praktisk å bruke denne gassen og ikke verdt N2-besparelsene. Opptil 5 % hydrogen kan tilsettes for å redusere oksidasjon. En rekke kommersielle alternativer er tilgjengelige, men hjemmelagde støtter og rensedemninger er vanlige.
Tilsetningen av 10,5 % eller mer krom er det som gir rustfritt stål dets rustfrie egenskaper. Å opprettholde disse egenskapene krever god teknikk for å velge riktig sveisebeskyttelsesgass og beskytte baksiden av skjøten. Rustfritt stål er dyrt, og det er gode grunner til å bruke det. Det er ingen vits i å prøve å kutte hjørner når det kommer til å fylle gass eller metallbeskytter for å arbeide. med en kunnskapsrik gassdistributør og fyllmetallspesialist ved valg av gass- og tilsatsmetall for sveising av rustfritt stål.
Hold deg oppdatert med de siste nyhetene, hendelsene og teknologien på alle metaller fra våre to månedlige nyhetsbrev skrevet eksklusivt for kanadiske produsenter!
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av Canadian Metalworking, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av Made in Canada and Welding, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.