Stal nierdzewna niekoniecznie jest trudna w obróbce, ale jej spawanie wymaga szczególnej dbałości o szczegóły. Nie rozprasza ciepła jak stal miękka czy aluminium i może stracić trochę odporności na korozję, jeśli dołoży się do niej zbyt dużo ciepła. Najlepsze praktyki pomagają zachować odporność na korozję. Zdjęcie: Miller Electric
Odporność stali nierdzewnej na korozję sprawia, że ​​jest ona atrakcyjnym wyborem do wielu krytycznych zastosowań rur, w tym do produkcji żywności i napojów o wysokiej czystości, zastosowań farmaceutycznych, zbiorników ciśnieniowych i petrochemicznych. Jednak materiał ten nie rozprasza ciepła jak stal miękka lub aluminium, a niewłaściwe spawanie może zmniejszyć jego odporność na korozję. Zastosowanie zbyt dużej ilości ciepła i użycie niewłaściwego spoiwa to dwie przyczyny.
Postępowanie zgodnie z najlepszymi praktykami spawania stali nierdzewnej może pomóc poprawić wyniki i zapewnić, że metal zachowa swoją odporność na korozję. Ponadto unowocześnienie procesu spawania może przynieść korzyści w zakresie produktywności bez uszczerbku dla jakości.
W spawaniu stali nierdzewnej dobór spoiwa ma kluczowe znaczenie dla kontrolowania zawartości węgla. Spoiwa stosowane do spawania rur ze stali nierdzewnej powinny zwiększać wydajność spawania i spełniać wymagania aplikacji.
Szukaj spoiw z oznaczeniem „L”, takich jak ER308L, ponieważ zapewniają one niższą maksymalną zawartość węgla, co pomaga utrzymać odporność na korozję niskowęglowych stopów stali nierdzewnej. Spawanie niskowęglowego metalu nieszlachetnego ze standardowymi spoiwami zwiększa zawartość węgla w złączu spawanym, zwiększając ryzyko korozji. Unikaj spoiw oznaczonych literą „H”, ponieważ zapewniają one wyższą zawartość węgla i są przeznaczone do zastosowań wymagających większej wytrzymałości w podwyższonych temperaturach.
Podczas spawania stali nierdzewnej ważne jest również, aby wybrać spoiwo o niskiej zawartości pierwiastków śladowych (znanych również jako zanieczyszczenia). Są to pierwiastki resztkowe w surowcach używanych do produkcji spoiw, w tym antymon, arsen, fosfor i siarka. Mogą one znacznie wpłynąć na odporność materiału na korozję.
Ponieważ stal nierdzewna jest bardzo wrażliwa na wejście cieplne, przygotowanie połączeń i właściwy montaż odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu ciepła w celu utrzymania właściwości materiału. Na szczeliny między częściami lub nierównomierne dopasowanie, pochodnia musi pozostać w jednym miejscu dłużej, a więcej metalu wypełniającego jest wymagane do wypełnienia tego, że nie jest to konieczne, aby uzyskać pewność, że Penitation. Może powodować, że ciepło. Dopasuj się do stali nierdzewnej tak blisko idealnej, jak to możliwe.
Bardzo ważna jest również czystość tego materiału. Bardzo małe ilości zanieczyszczeń lub zabrudzeń w złączach spawanych mogą powodować wady, które zmniejszają wytrzymałość i odporność na korozję końcowego produktu. Do oczyszczenia podłoża przed spawaniem należy użyć specjalnej szczotki do stali nierdzewnej, która nie była używana do stali węglowej lub aluminium.
W przypadku stali nierdzewnej uczulenie jest główną przyczyną utraty odporności na korozję. Może się to zdarzyć, gdy temperatura spawania i szybkość chłodzenia ulegają zbyt dużym wahaniom, zmieniając mikrostrukturę materiału.
Ta spoina zewnętrzna na rurze ze stali nierdzewnej, spawana przy użyciu technologii GMAW i regulowanego osadzania metalu (RMD) bez płukania wstecznego warstwy graniowej, jest podobna pod względem wyglądu i jakości do spoin wykonanych metodą GTAW z płukaniem wstecznym.
Kluczowym elementem odporności stali nierdzewnej na korozję jest tlenek chromu. Ale jeśli zawartość węgla w spoinie jest zbyt wysoka, utworzą się węgliki chromu. Wiążą one chrom i zapobiegają tworzeniu się pożądanego tlenku chromu, który zapewnia odporność stali nierdzewnej na korozję. Jeśli nie ma wystarczającej ilości tlenku chromu, materiał nie będzie miał pożądanych właściwości i wystąpi korozja.
Zapobieganie uczuleniom sprowadza się do doboru spoiwa i kontroli wprowadzanego ciepła. Jak wspomniano wcześniej, do spawania stali nierdzewnej ważne jest, aby wybrać spoiwo o niskiej zawartości węgla. Czasami jednak węgiel jest potrzebny do zapewnienia wytrzymałości w niektórych zastosowaniach. Kontrola ciepła jest szczególnie ważna, gdy spoiwo o niskiej zawartości węgla nie jest możliwe.
Zminimalizuj czas, w którym spoina i strefa wpływu ciepła pozostają w podwyższonych temperaturach — zwykle uważa się, że wynosi ona od 950 do 1500 stopni Fahrenheita (500 do 800 stopni Celsjusza). Im mniej czasu zajmuje lutowanie w tym zakresie, tym mniej wytwarza się ciepła. Zawsze sprawdzaj i obserwuj temperaturę międzyściegową w procedurze lutowania aplikacyjnego.
Inną opcją jest użycie spoiwa zaprojektowanego ze składnikami stopowymi, takimi jak tytan i niob, aby zapobiec tworzeniu się węglika chromu. Ponieważ te składniki wpływają również na wytrzymałość i udarność, te spoiwa nie mogą być używane we wszystkich zastosowaniach.
Spawanie łukiem wolframowym w osłonie gazu (GTAW) warstwy graniowej to tradycyjna metoda spawania rur ze stali nierdzewnej. Zwykle wymaga to płukania wstecznego argonem, aby zapobiec utlenianiu spoiny. Procesy spawania drutu ze stali nierdzewnej stają się jednak coraz bardziej powszechne. W tych zastosowaniach ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób różne gazy osłonowe wpływają na odporność materiału na korozję.
Podczas spawania stali nierdzewnej metodą GMAW tradycyjnie stosuje się argon i dwutlenek węgla, mieszaninę argonu i tlenu lub mieszaninę trzech gazów (hel, argon i dwutlenek węgla). Zwykle te mieszaniny zawierają głównie argon lub hel i mniej niż 5% dwutlenku węgla, ponieważ dwutlenek węgla dostarcza węgiel do jeziorka spawalniczego i zwiększa ryzyko uczulenia. Czysty argon nie jest zalecany do spawania metodą GMAW stali nierdzewnej.
Drut rdzeniowy do stali nierdzewnej jest przeznaczony do pracy z tradycyjną mieszanką 75% argonu i 25% dwutlenku węgla. Topnik zawiera składniki zapobiegające zanieczyszczeniu spoiny węglem z gazu osłonowego.
W miarę ewolucji procesów GMAW uprościły one spawanie rur i rur ze stali nierdzewnej. Podczas gdy niektóre zastosowania mogą nadal wymagać procesów GTAW, zaawansowane procesy drutowe mogą zapewnić podobną jakość i wyższą produktywność w wielu zastosowaniach ze stalą nierdzewną.
Spoiny wewnętrzne ze stali nierdzewnej wykonane za pomocą GMAW RMD są podobne pod względem jakości i wyglądu do odpowiednich spoin zewnętrznych.
Warstwa graniowa wykorzystująca zmodyfikowany proces GMAW zwarciowy, taki jak Regulated Metal Deposition (RMD) Millera, eliminuje płukanie wsteczne w niektórych zastosowaniach austenitycznej stali nierdzewnej. Po warstwie graniowej RMD można wykonać warstwy wypełniające i wierzchnie w spawaniu łukiem pulsacyjnym GMAW lub drutem proszkowym — zmiana, która pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze w porównaniu do stosowania GTAW z oczyszczaniem wstecznym, zwłaszcza w przypadku większych rur.
RMD wykorzystuje precyzyjnie kontrolowane zwarciowe przenoszenie metalu w celu uzyskania spokojnego, stabilnego łuku i jeziorka spawalniczego. Zmniejsza to prawdopodobieństwo zimnych okrążeń lub braku wtopienia, mniej odprysków i wyższą jakość warstwy graniowej rury. Precyzyjnie kontrolowane przenoszenie metalu zapewnia również równomierne osadzanie kropel i łatwiejszą kontrolę jeziorka spawalniczego, a co za tym idzie wprowadzane ciepło i prędkość spawania.
Niekonwencjonalne procesy mogą zwiększyć produktywność spawania. Podczas korzystania z RMD prędkość spawania może wynosić od 6 do 12 cali/min. Ponieważ proces ten zwiększa wydajność bez dodatkowego ogrzewania części, pomaga zachować właściwości i odporność na korozję stali nierdzewnej. Zredukowane ciepło wejściowe procesu pomaga również kontrolować deformację podłoża.
Ten pulsacyjny proces GMAW zapewnia krótsze długości łuku, węższe stożki łuku i mniej ciepła niż w przypadku konwencjonalnego transferu impulsów natryskowych. Ponieważ proces jest realizowany w pętli zamkniętej, dryft łuku i wahania odległości między końcówką a przedmiotem obrabianym są praktycznie wyeliminowane. Zapewnia to łatwiejszą kontrolę jeziorka podczas spawania na miejscu i poza miejscem. Wreszcie, połączenie spawania pulsacyjnego GMAW do ściegu wypełniającego i do ściegu graniowego z RMD do ściegu graniowego umożliwia wykonywanie procedury spawania przy użyciu jednego drutu i jednego gazu, eliminując czas zmiany procesu.
Pipe & Tube Memphis 2022 to konferencja dla profesjonalistów pracujących w technologiach bezszwowych i spawalniczych. Żadne inne wydarzenie w Ameryce Północnej nie skupia tak wielu liderów rurociągów, którzy dzielą się swoją wiedzą. Nie przegap tego!
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The FABRICATOR, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie The Tube & Pipe Journal jest teraz w pełni dostępne, zapewniając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej edycji STAMPING Journal, która zawiera najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i nowości branżowe na rynku tłoczenia metali.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The Fabricator en Español, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.