Brzmi to zbyt dobrze, aby mogło być prawdą, więc gdzie jest problem? Spawanie jest zazwyczaj wymagane do wytworzenia niemal wszystkiego z jednego z ponad 150 rodzajów stali nierdzewnej. Spawanie stali nierdzewnej to złożone zadanie. Niektóre z tych problemów obejmują obecność tlenku chromu, sposób kontrolowania ciepła dopływowego, jaki proces spawania zastosować, jak obchodzić się z chromem sześciowartościowym i jak robić to poprawnie.
Pomimo trudności związanych ze spawaniem i wykańczaniem tego materiału, stal nierdzewna pozostaje popularną, a czasami jedyną opcją dla wielu branż. Wiedza o tym, jak bezpiecznie jej używać i kiedy stosować każdy proces spawania, ma kluczowe znaczenie dla udanego spawania. Może to być klucz do udanej kariery.
Dlaczego więc spawanie stali nierdzewnej jest tak trudnym zadaniem? Odpowiedź zaczyna się od tego, jak została stworzona. Stal miękka, znana również jako stal miękka, jest mieszana z co najmniej 10,5% chromu, aby wyprodukować stal nierdzewną. Dodany chrom tworzy warstwę tlenku chromu na powierzchni stali, co zapobiega większości rodzajów korozji i rdzy. Producenci dodają różne ilości chromu i innych pierwiastków do stali, aby zmienić jakość produktu końcowego, a następnie stosują trzycyfrowy system do rozróżniania gatunków.
Do powszechnie stosowanych stali nierdzewnych należą 304 i 316. Najtańsza z nich to 304, która zawiera 18 procent chromu i 8 procent niklu i jest stosowana we wszystkim, od listew samochodowych po urządzenia kuchenne. Stal nierdzewna 316 zawiera mniej chromu (16%) i więcej niklu (10%), ale zawiera również 2% molibdenu. Ten związek nadaje stali nierdzewnej 316 dodatkową odporność na chlorki i roztwory chloru, co czyni ją najlepszym wyborem dla środowisk morskich oraz przemysłu chemicznego i farmaceutycznego.
Warstwa tlenku chromu może zapewnić jakość stali nierdzewnej, ale to właśnie sprawia, że ​​spawacze są tak zdenerwowani. Ta przydatna bariera zwiększa napięcie powierzchniowe metalu, spowalniając tworzenie się ciekłego jeziorka spawalniczego. Częstym błędem jest zwiększenie dopływu ciepła, ponieważ więcej ciepła zwiększa płynność jeziorka. Może to jednak niekorzystnie wpłynąć na stal nierdzewną. Zbyt dużo ciepła może powodować dalsze utlenianie i odkształcanie lub palenie metalu bazowego. W połączeniu z blachą używaną w dużych gałęziach przemysłu, takich jak układy wydechowe samochodów, staje się to najwyższym priorytetem.
Ciepło doskonale niszczy odporność stali nierdzewnej na korozję. Zbyt dużo ciepła jest używane, gdy spoina lub otaczająca ją strefa wpływu ciepła (HAZ) staje się opalizująca. Utleniona stal nierdzewna wytwarza niesamowite kolory od jasnozłotego do ciemnoniebieskiego i fioletowego. Kolory te stanowią ładną ilustrację, ale mogą wskazywać na spoiny, które mogą nie spełniać niektórych wymagań spawalniczych. Najbardziej rygorystyczne specyfikacje nie lubią koloryzacji spoin.
Powszechnie przyjmuje się, że spawanie łukiem wolframowym w osłonie gazowej (GTAW) jest najbardziej odpowiednie dla stali nierdzewnej. Historycznie rzecz biorąc, było to prawdą w ogólnym sensie. Nadal jest to prawdą, gdy próbujemy wprowadzić te śmiałe kolory do artystycznego tkania, aby spełnić najwyższe standardy jakości w takich branżach jak energetyka jądrowa i lotnictwo. Jednak nowoczesna technologia spawania inwerterowego uczyniła spawanie łukiem metalowo-gazowym (GMAW) standardem w produkcji stali nierdzewnej, a nie tylko w systemach zautomatyzowanych lub robotycznych.
Ponieważ GMAW jest półautomatycznym procesem podawania drutu, zapewnia wysoką szybkość osadzania, co pomaga zmniejszyć ilość wprowadzanego ciepła. Niektórzy profesjonaliści twierdzą, że jest łatwiejszy w użyciu niż GTAW, ponieważ opiera się mniej na umiejętnościach spawacza, a bardziej na umiejętnościach źródła zasilania spawarki. To bezprzedmiotowe, ale większość nowoczesnych zasilaczy GMAW wykorzystuje wstępnie zaprogramowane linie synergii. Programy te są zaprojektowane tak, aby ustawiać parametry, takie jak prąd i napięcie, w zależności od spoiwa wprowadzonego przez użytkownika, grubości materiału, rodzaju gazu i średnicy drutu.
Niektóre inwertery mogą regulować łuk w całym procesie spawania, aby stale wytwarzać dokładny łuk, obsługiwać przerwy między częściami i utrzymywać wysokie prędkości przesuwu, aby spełniać standardy produkcji i jakości. Dotyczy to w szczególności spawania automatycznego lub robotycznego, ale dotyczy również spawania ręcznego. Niektóre zasilacze na rynku oferują interfejs z ekranem dotykowym i sterowanie palnikiem w celu łatwej konfiguracji.
Spawanie stali nierdzewnej to złożone zadanie. Niektóre z tych problemów obejmują obecność tlenku chromu, sposób kontrolowania dopływu ciepła, jaki proces spawania zastosować, jak obchodzić się z chromem sześciowartościowym i jak robić to poprawnie.
Wybór właściwego gazu do GTAW zwykle zależy od doświadczenia lub zastosowania testu spawania. GTAW, znany również jako gaz obojętny wolframowy (TIG), w większości przypadków wykorzystuje tylko gaz obojętny, zwykle argon, hel lub mieszankę obu. Niewłaściwe wtryskiwanie gazu osłonowego lub ciepła może spowodować, że spoina stanie się nadmiernie wypukła lub przypominająca linę, a to uniemożliwi jej wymieszanie się z otaczającym metalem, co spowoduje nieestetyczny lub nieodpowiedni spoin. Określenie, która mieszanka jest najlepsza dla każdej spoiny, może oznaczać wiele prób i błędów. Wspólne linie produkcyjne GMAW pomagają ograniczyć marnowanie czasu w nowych zastosowaniach, ale gdy wymagana jest najwyższa jakość, metoda spawania GTAW pozostaje preferowaną metodą.
Spawanie stali nierdzewnej stwarza zagrożenie dla zdrowia osób z palnikiem. Największe niebezpieczeństwo stwarzają opary uwalniane podczas procesu spawania. Podgrzany chrom wytwarza związek zwany chromem sześciowartościowym, który jest znany z tego, że uszkadza układ oddechowy, nerki, wątrobę, skórę i oczy oraz powoduje raka. Spawacze muszą zawsze nosić sprzęt ochronny, w tym respirator, i upewnić się, że pomieszczenie jest dobrze wentylowane przed rozpoczęciem spawania.
Problemy ze stalą nierdzewną nie kończą się po zakończeniu spawania. Stal nierdzewna wymaga również szczególnej uwagi w procesie wykańczania. Użycie szczotki stalowej lub polerującej gąbki zanieczyszczonej stalą węglową może uszkodzić ochronną warstwę tlenku chromu. Nawet jeśli uszkodzenia nie są widoczne, zanieczyszczenia te mogą sprawić, że gotowy produkt będzie podatny na rdzę lub inną korozję.
Terrence Norris jest starszym inżynierem aplikacji w firmie Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo jest niezależną autorką tekstów dla Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Nowoczesna technologia spawania inwertorowego sprawiła, że ​​spawanie metodą GMAW w osłonie gazów ochronnych stało się standardem w produkcji stali nierdzewnej, a nie tylko w systemach automatycznych lub zrobotyzowanych.
WELDER, dawniej nazywany Practical Welding Today, reprezentuje prawdziwych ludzi, którzy tworzą produkty, których używamy i z którymi pracujemy każdego dnia. Ten magazyn służy społeczności spawaczy w Ameryce Północnej od ponad 20 lat.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowa edycja czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępna, umożliwiając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe na temat rynku tłoczenia metali.
Dzięki pełnemu dostępowi cyfrowemu do The Fabricator en Español masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.