Sudarea oțelului inoxidabil necesită selectarea gazului de protecție pentru a-și menține compoziția metalurgică și proprietățile fizice și mecanice asociate. Elementele obișnuite ale gazului de protecție pentru oțel inoxidabil includ argon, heliu, oxigen, dioxid de carbon, azot și hidrogen (vezi Figura 1). Aceste gaze sunt combinate în diferite rapoarte pentru a se potrivi nevoilor diferitelor moduri de livrare, aliaje, viteze de bază dorite, tipuri de sârmă, viteză dorită.
Datorită conductivității termice slabe a oțelului inoxidabil și naturii relativ „rece” a sudării cu arc metalic cu gaz de transfer în scurtcircuit (GMAW), procesul necesită un gaz „tri-mix” format din 85% până la 90% heliu (He), până la 10% argon (Ar) și 2% până la 5% dioxid de carbon (CO2 și 7%, amestec comun și 9% Heliu). -1/2% CO2. Potențialul ridicat de ionizare al heliului promovează arcul după un scurtcircuit;împreună cu conductivitatea termică ridicată, utilizarea lui He mărește fluiditatea bazinului de topire. Componenta Ar a Trimix oferă o ecranare generală a bălții de sudură, în timp ce CO2 acționează ca o componentă reactivă pentru a stabiliza arcul (vezi Figura 2 pentru modul în care diferitele gaze de protecție afectează profilul cordonului de sudură).
Unele amestecuri ternare pot folosi oxigenul ca stabilizator, în timp ce altele folosesc un amestec He/CO2/N2 pentru a obține același efect. Unii distribuitori de gaze au amestecuri de gaze brevetate care oferă beneficiile promise. Dealerii recomandă, de asemenea, aceste amestecuri pentru alte moduri de transport cu același efect.
Cea mai mare greșeală pe care o fac producătorii este să încerce să scurtcircuiteze oțelul inoxidabil GMAW cu același amestec de gaz (75 Ar/25 CO2) ca și oțelul moale, de obicei pentru că nu doresc să gestioneze un cilindru suplimentar. Acest amestec conține prea mult carbon. aliaj de calitate (gradul L are un conținut de carbon sub 0,03%). Excesul de carbon în gazul de protecție poate forma carburi de crom, care reduc rezistența la coroziune și proprietățile mecanice. Funingine poate apărea și pe suprafața sudurii.
Ca o notă secundară, atunci când selectează metale pentru scurtcircuitarea GMAW pentru aliajele de bază din seria 300 (308, 309, 316, 347), producătorii ar trebui să aleagă gradul LSi. Umpluturile LSi au un conținut scăzut de carbon (0,02%) și, prin urmare, sunt recomandate în special atunci când există riscul de coroziune intergranulară. degetul de la picior.
Producătorii ar trebui să fie precauți atunci când utilizează procese de transfer în scurtcircuit. Fuziunea incompletă poate rezulta din cauza stingerii arcului, făcând procesul sub normal pentru aplicații critice. În situații de volum mare, dacă materialul își poate suporta aportul de căldură (≥ 1/16 inch este aproximativ cel mai subțire material sudat folosind modul de pulverizare prin pulverizare), un transfer de pulverizare cu puls va fi o alegere mai bună, deoarece o locație de pulverizare mai groasă va fi o alegere mai bună, deoarece o locație de pulverizare GM este mai bună. fuziune consistentă.
Aceste moduri de transfer ridicat de căldură nu necesită gaz de protecție He. Pentru sudarea prin transfer prin pulverizare a aliajelor din seria 300, o alegere comună este 98% Ar și 2% elemente reactive, cum ar fi CO2 sau O2. Unele amestecuri de gaze pot conține, de asemenea, cantități mici de N2.reduce, de asemenea, distorsiunea.
Pentru transferul pulverizat GMAW, 100% Ar poate fi o alegere acceptabilă. Deoarece curentul pulsat stabilizează arcul, gazul nu necesită întotdeauna elemente active.
Bazinul topit este mai lent pentru oțelurile inoxidabile feritice și oțelurile inoxidabile duplex (raport 50/50 dintre ferită și austenită). Pentru aceste aliaje, un amestec de gaz precum ~70% Ar/~30% He/2% CO2 va promova o umezire mai bună și va crește viteza de deplasare (vezi Figura 3). Amestecuri similare pot fi utilizate pentru sudarea nichelului și a aliajelor de suprafață (de ex. CO2 sau O2 este suficient pentru a crește conținutul de oxizi, așa că producătorii ar trebui să le evite sau să fie pregătiți să petreacă mult timp cu ele).Abraziv deoarece acești oxizi sunt atât de tari încât o perie de sârmă de obicei nu îi va îndepărta).
Producătorii folosesc fire de oțel inoxidabil cu miez de flux pentru sudarea în afara locului, deoarece sistemul de zgură din aceste fire oferă un „raft” care susține bazinul de sudură pe măsură ce se solidifică. Deoarece compoziția fluxului atenuează efectele CO2, sârma de oțel inoxidabil cu miez de flux este proiectată pentru utilizare cu 75% Ar/25% amestecuri de CO2 și mai mult CO2/25% amestecuri de sârmă perile/co200% lire sterline, este de remarcat faptul că vitezele mai mari de sudare în toate pozițiile și ratele de depunere pot reduce costurile totale de sudare. În plus, sârma cu miez de flux folosește o ieșire convențională de curent continuu constant, făcând sistemul de sudare de bază mai puțin costisitor și mai puțin complex decât sistemele GMAW în impulsuri.
Pentru aliajele din seria 300 și 400, 100% Ar rămâne alegerea standard pentru sudarea cu arc de tungsten cu gaz (GTAW). În timpul GTAW a unor aliaje de nichel, în special în cazul proceselor mecanizate, cantități mici de hidrogen (până la 5%) pot fi adăugate pentru a crește viteza de deplasare (rețineți că, spre deosebire de oțelurile carbon, aliajele de nichel nu se crapa la hidrogen).
Pentru sudarea oțelurilor inoxidabile superduplex și superduplex, 98% Ar/2% N2 și, respectiv, 98% Ar/3% N2 sunt alegeri bune. Se poate adăuga heliu și pentru a îmbunătăți umectarea cu aproximativ 30%. La sudarea oțelurilor inoxidabile super duplex sau super duplex, obiectivul este de a produce o îmbinare cu o microstructură echilibrată a microstructurii, care depinde de aproximativ formarea feritei și a microstructurii. s asupra vitezei de răcire și, deoarece bazinul de sudură TIG se răcește rapid, excesul de ferită rămâne atunci când se utilizează 100% Ar. Când se folosește un amestec de gaz care conține N2, N2 se amestecă în bazinul topit și promovează formarea austenitei.
Oțelul inoxidabil trebuie să protejeze ambele părți ale îmbinării pentru a produce o sudură finită cu rezistență maximă la coroziune. Eșecul de a proteja partea din spate poate duce la „zaharificare” sau oxidare extinsă care poate duce la defectarea lipirii.
Fitingurile strânse la cap cu o potrivire constantă excelentă sau o izolare strânsă în partea din spate a fitingului pot să nu necesite gaz de sprijin. Aici, principala problemă este prevenirea decolorării excesive a zonei afectate de căldură din cauza acumulării de oxid, care necesită apoi îndepărtarea mecanică. Tehnic, dacă temperatura din spate depășește 500 de grade Fahrenhed, este necesară o abordare mai conservatoare a gazului. 0 grade Fahrenheit ca prag. În mod ideal, suportul ar trebui să fie sub 30 PPM O2. Excepția este dacă partea din spate a sudurii va fi tăiată, șlefuită și sudată pentru a obține o sudură cu penetrare completă.
Cele două gaze suport alese sunt N2 (cel mai ieftin) și Ar (mai scump). Pentru ansambluri mici sau când sursele de Ar sunt ușor disponibile, poate fi mai convenabil să utilizați acest gaz și să nu merite economiile de N2. Se poate adăuga până la 5% hidrogen pentru a reduce oxidarea. Sunt disponibile o varietate de opțiuni comerciale, dar suporturile de casă și barajele de purificare sunt comune.
Adăugarea a 10,5% sau mai mult crom este ceea ce conferă oțelului inoxidabil proprietățile sale de inoxidabil. Menținerea acestor proprietăți necesită o tehnică bună în selectarea corectă a gazului de protecție pentru sudură și pentru protejarea părții din spate a îmbinării. Oțelul inoxidabil este scump și există motive întemeiate pentru a-l folosi. pentru a lucra cu un distribuitor de gaz cu cunoștințe și un specialist în metal de adaos atunci când alegeți un gaz și un metal de adaos pentru sudarea oțelului inoxidabil.
Fiți la curent cu cele mai recente știri, evenimente și tehnologie despre toate metalele din cele două buletine informative lunare scrise exclusiv pentru producătorii canadieni!
Acum, cu acces complet la ediția digitală a Canadian Metalworking, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Acum, cu acces complet la ediția digitală Made in Canada și Welding, acces ușor la resurse valoroase din industrie.