Sună prea frumos ca să fie adevărat, așa că care este problema? De obicei, este necesară sudarea pentru a realiza aproape orice dintr-unul dintre cele peste 150 de tipuri de oțel inoxidabil. Sudarea oțelului inoxidabil este o sarcină complexă. Printre aceste probleme se numără prezența oxidului de crom, modul de control al aportului de căldură, procesul de sudare utilizat, modul de manipulare a cromului hexavalent și cum să se procedeze corect.
În ciuda dificultăților legate de sudarea și finisarea acestui material, oțelul inoxidabil rămâne o opțiune populară și uneori singura opțiune pentru multe industrii. Cunoașterea modului de utilizare în siguranță și a momentului în care se utilizează fiecare proces de sudare este esențială pentru o sudură de succes. Aceasta poate fi cheia unei cariere de succes.
Așadar, de ce este sudarea oțelului inoxidabil o sarcină atât de dificilă? Răspunsul începe cu modul în care a fost creat. Oțelul moale, cunoscut și sub numele de oțel moale, este amestecat cu cel puțin 10,5% crom pentru a produce oțel inoxidabil. Cromul adăugat formează un strat de oxid de crom pe suprafața oțelului, care previne majoritatea tipurilor de coroziune și rugină. Producătorii adaugă cantități variabile de crom și alte elemente în oțel pentru a schimba calitatea produsului final, apoi folosesc un sistem cu trei cifre pentru a diferenția gradele.
Printre oțelurile inoxidabile utilizate în mod obișnuit se numără 304 și 316. Cel mai ieftin dintre acestea este 304, care conține 18% crom și 8% nichel și este utilizat în orice, de la ornamente auto la electrocasnice de bucătărie. Oțelul inoxidabil 316 conține mai puțin crom (16%) și mai mult nichel (10%), dar conține și 2% molibden. Acest compus conferă oțelului inoxidabil 316 o rezistență suplimentară la cloruri și soluții de clor, ceea ce îl face cea mai bună alegere pentru mediile marine și pentru industria chimică și farmaceutică.
Un strat de oxid de crom poate asigura calitatea oțelului inoxidabil, dar acesta este motivul pentru care sudorii sunt atât de supărați. Această barieră utilă crește tensiunea superficială a metalului, încetinind formarea unei băi de sudură lichide. O greșeală frecventă este creșterea aportului de căldură, deoarece mai multă căldură crește fluiditatea băii. Cu toate acestea, acest lucru poate afecta negativ oțelul inoxidabil. Prea multă căldură poate provoca oxidarea suplimentară și poate deforma sau arde metalul de bază. În combinație cu tabla metalică utilizată în industrii mari, cum ar fi evacuarea auto, acest lucru devine o prioritate maximă.
Căldura distruge complet rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil. Prea multă căldură este utilizată atunci când sudura sau zona afectată termic (HAZ) din jur devine iridescentă. Oțelul inoxidabil oxidat produce culori uimitoare, de la auriu pal la albastru închis și violet. Aceste culori reprezintă o ilustrare frumoasă, dar pot indica suduri care pot să nu îndeplinească anumite cerințe de sudare. Cele mai stricte specificații nu agreează colorarea sudurii.
În general, este acceptat faptul că sudarea cu arc de tungsten în mediu de protecție gazoasă (GTAW) este cea mai potrivită pentru oțelul inoxidabil. Din punct de vedere istoric, acest lucru a fost valabil într-un sens general. Acest lucru este încă valabil atunci când încercăm să aducem acele culori îndrăznețe în țesuturile artistice pentru a îndeplini cele mai înalte standarde de calitate în industrii precum energia nucleară și aerospațială. Cu toate acestea, tehnologia modernă de sudare cu invertor a făcut din sudarea cu arc de gaz metalic (GMAW) standardul pentru producția de oțel inoxidabil, nu doar pentru sistemele automate sau robotizate.
Deoarece GMAW este un proces semiautomat de alimentare cu sârmă, acesta oferă o rată mare de depunere, ceea ce ajută la reducerea aportului de căldură. Unii experți spun că este mai ușor de utilizat decât GTAW, deoarece se bazează mai puțin pe abilitatea sudorului și mai mult pe abilitatea sursei de alimentare pentru sudură. Acesta este un punct discutabil, dar majoritatea surselor de alimentare GMAW moderne utilizează linii de sinergie preprogramate. Aceste programe sunt concepute pentru a seta parametri precum curentul și tensiunea, în funcție de metalul de adaos introdus de utilizator, grosimea materialului, tipul de gaz și diametrul sârmei.
Unele invertoare pot ajusta arcul pe tot parcursul procesului de sudare pentru a produce în mod constant un arc precis, a gestiona golurile dintre piese și a menține viteze mari de deplasare pentru a îndeplini standardele de producție și calitate. Acest lucru este valabil mai ales pentru sudarea automată sau robotizată, dar se aplică și sudării manuale. Unele surse de alimentare de pe piață oferă o interfață tactilă și comenzi ale torței pentru o configurare ușoară.
Sudarea oțelului inoxidabil este o sarcină complexă. Printre aceste aspecte se numără prezența oxidului de crom, modul de control al aportului de căldură, procesul de sudare utilizat, modul de manipulare a cromului hexavalent și modul corect de realizare a acestuia.
Alegerea gazului potrivit pentru sudarea GTAW depinde de obicei de experiența sau de aplicarea testului de sudare. GTAW, cunoscut și sub denumirea de gaz inert cu tungsten (TIG), utilizează în majoritatea cazurilor doar un gaz inert, de obicei argon, heliu sau un amestec al ambelor. Injectarea necorespunzătoare a gazului de protecție sau a căldurii poate face ca orice sudură să devină excesiv de bombată sau asemănătoare unui cordon, iar acest lucru va împiedica amestecarea acesteia cu metalul din jur, rezultând o sudură inestetică sau nepotrivită. Determinarea amestecului cel mai potrivit pentru fiecare sudură poate însemna o mulțime de încercări și erori. Liniile de producție GMAW partajate ajută la reducerea timpului pierdut în aplicații noi, dar atunci când este necesară cea mai strictă calitate, metoda de sudare GTAW rămâne metoda preferată.
Sudura oțelului inoxidabil prezintă un pericol pentru sănătatea celor care utilizează o torță. Cel mai mare pericol este reprezentat de vaporii eliberați în timpul procesului de sudare. Cromul încălzit produce un compus numit crom hexavalent, despre care se știe că afectează sistemul respirator, rinichii, ficatul, pielea și ochii și provoacă cancer. Sudorii trebuie să poarte întotdeauna echipament de protecție, inclusiv un aparat respirator, și să se asigure că încăperea este bine ventilată înainte de a începe sudarea.
Problemele legate de oțelul inoxidabil nu se termină după finalizarea sudării. Oțelul inoxidabil necesită, de asemenea, o atenție specială în procesul de finisare. Utilizarea unei perii de oțel sau a unui disc de lustruit contaminat cu oțel carbon poate deteriora stratul protector de oxid de crom. Chiar dacă deteriorarea nu este vizibilă, acești contaminanți pot face produsul finit susceptibil la rugină sau alte tipuri de coroziune.
Terrence Norris este inginer senior de aplicații la Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo este scriitoare independentă pentru Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Tehnologia modernă de sudare cu invertor a făcut ca GMAW pe gaz să fie standardul pentru producția de oțel inoxidabil, nu doar pentru sistemele automate sau robotizate.
WELDER, numită anterior Practical Welding Today, reprezintă oamenii reali care fabrică produsele pe care le folosim și cu care lucrăm în fiecare zi. Această revistă deservește comunitatea sudoriștilor din America de Nord de peste 20 de ani.
Acum, cu acces complet la ediția digitală The FABRICATOR, acces facil la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a revistei The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces facil la resurse valoroase din industrie.
Obțineți acces digital complet la Jurnalul STAMPING, care prezintă cele mai recente tehnologii, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces digital complet la The Fabricator en Español, aveți acces facil la resurse valoroase din industrie.