Zváranie nehrdzavejúcej ocele vyžaduje výber ochranného plynu, aby sa zachovalo jej metalurgické zloženie a súvisiace fyzikálne a mechanické vlastnosti. Bežné prvky ochranného plynu pre nehrdzavejúcu oceľ zahŕňajú argón, hélium, kyslík, oxid uhličitý, dusík a vodík (pozri obrázok 1). Tieto plyny sa kombinujú v rôznych pomeroch, aby vyhovovali potrebám rôznych spôsobov dodávania, typov drôtov, základných zliatin, požadovaného profilu guľôčok a rýchlosti pohybu.
Kvôli zlej tepelnej vodivosti nehrdzavejúcej ocele a relatívne „studenej“ povahe skratového prenosového plynového oblúkového zvárania (GMAW) proces vyžaduje „tri-mix“ plyn pozostávajúci z 85 % až 90 % hélia (He), až 10 % argónu (Ar) a 2 % až 5 % oxidu uhličitého (CO2). Vysoký ionizačný potenciál hélia podporuje iskrenie po skrate;v spojení s vysokou tepelnou vodivosťou použitie He zvyšuje tekutosť roztaveného kúpeľa. Ar zložka Trimix poskytuje všeobecné tienenie zvarovej kaluže, zatiaľ čo CO2 pôsobí ako reaktívna zložka na stabilizáciu oblúka (pozri obrázok 2, ako rôzne ochranné plyny ovplyvňujú profil zvarovej húsenice).
Niektoré ternárne zmesi môžu používať kyslík ako stabilizátor, zatiaľ čo iné používajú na dosiahnutie rovnakého účinku zmes He/CO2/N2. Niektorí distribútori plynu majú patentované zmesi plynov, ktoré poskytujú sľubované výhody. Predajcovia tiež odporúčajú tieto zmesi pre iné režimy prenosu s rovnakým účinkom.
Najväčšou chybou výrobcov je pokus o skratovanie nehrdzavejúcej ocele GMAW rovnakou zmesou plynov (75 Ar/25 CO2) ako mäkká oceľ, zvyčajne preto, že nechcú spravovať ďalšiu fľašu. Táto zmes obsahuje príliš veľa uhlíka. V skutočnosti by akýkoľvek ochranný plyn používaný pre plný drôt mal obsahovať maximálne 5 % oxidu uhličitého. Použitie väčších množstiev má za následok obsah metalurgie, ktorý sa už nepovažuje za menej ako 03% zliatinu uhlíka. uhlík v ochrannom plyne môže vytvárať karbidy chrómu, ktoré znižujú odolnosť proti korózii a mechanické vlastnosti. Na povrchu zvaru sa môžu objaviť aj sadze.
Ako vedľajšia poznámka, pri výbere kovov na skratovanie GMAW pre základné zliatiny série 300 (308, 309, 316, 347) by výrobcovia mali zvoliť triedu LSi. Plnivá LSi majú nízky obsah uhlíka (0,02 %), a preto sa odporúčajú najmä vtedy, keď existuje riziko medzikryštalickej korózie, korózie. e.
Výrobcovia by mali byť opatrní pri používaní procesov prenosu nakrátko. V dôsledku zhasnutia oblúka môže dôjsť k neúplnému roztaveniu, čím sa proces stáva podpriemerným pre kritické aplikácie. V situáciách s veľkým objemom, ak materiál dokáže podporiť svoj tepelný príkon (≥ 1/16 palca je približne najtenší materiál zváraný pomocou režimu pulzného striekania), bude prenos pulzným striekaním konzistentnejšou voľbou a preferovanou hrúbkou materiálu je GM.
Tieto režimy vysokého prenosu tepla nevyžadujú ochranný plyn He. Pre zváranie s prenosom rozprašovaním zliatin radu 300 je bežnou voľbou 98 % Ar a 2 % reaktívnych prvkov, ako je CO2 alebo O2. Niektoré zmesi plynov môžu obsahovať aj malé množstvá N2. N2 má vyšší ionizačný potenciál a tepelnú vodivosť, čo podporuje zmáčanie a umožňuje rýchlejší prechod alebo lepšiu priepustnosť;tiež znižuje skreslenie.
Pre pulzný sprejový prenos GMAW môže byť prijateľnou voľbou 100% Ar. Pretože pulzný prúd stabilizuje oblúk, plyn nie vždy vyžaduje aktívne prvky.
Tavenina je pomalšia pre feritické nehrdzavejúce ocele a duplexné nehrdzavejúce ocele (50/50 pomer feritu k austenitu). Pre tieto zliatiny zmes plynov, ako je ~70% Ar/~30% He/2% CO2, podporí lepšie zmáčanie a zvýši rýchlosť pohybu (pozri obrázok 3). dosť na zvýšenie obsahu oxidov, takže výrobcovia by sa im mali vyhýbať alebo byť pripravení stráviť nad nimi veľa času).Abrazívne, pretože tieto oxidy sú také tvrdé, že drôtená kefa ich zvyčajne neodstráni).
Výrobcovia používajú drôty z nehrdzavejúcej ocele s tavivom na zváranie mimo situ, pretože systém trosky v týchto drôtoch poskytuje „policu“, ktorá podopiera zvarový kúpeľ pri tuhnutí. Pretože zloženie taviva zmierňuje účinky CO2, drôt z nehrdzavejúcej ocele s tavivom je navrhnutý na použitie so 75 % Ar/25 % CO2 a/alebo zmesou 100 % kordu, ktorá môže stáť 100 % viac CO2. vyššie rýchlosti zvárania vo všetkých polohách a rýchlosti odtavovania môžu znížiť celkové náklady na zváranie. Okrem toho plnený drôt využíva konvenčný výstup jednosmerného prúdu s konštantným napätím, vďaka čomu je základný zvárací systém menej nákladný a menej zložitý ako pulzné systémy GMAW.
Pre zliatiny radu 300 a 400 zostáva 100% Ar štandardnou voľbou pre zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW).Počas GTAW niektorých zliatin niklu, najmä pri mechanizovaných procesoch, môžu byť pridané malé množstvá vodíka (do 5%) na zvýšenie rýchlosti pohybu (všimnite si, že na rozdiel od uhlíkových ocelí nie sú zliatiny niklu náchylné na praskanie vodíkom).
Na zváranie superduplexných a superduplexných nehrdzavejúcich ocelí je dobrou voľbou 98 % Ar/2 % N2 a 98 % Ar/3 % N2. Hélium možno pridať aj na zlepšenie zmáčavosti o približne 30 %. Pri zváraní superduplexných alebo superduplexných nehrdzavejúcich ocelí je cieľom vytvoriť spoj s vyváženou mikroštruktúrou približne 50 % a mikroštruktúra feritu a 50 % ochladzovania. zvarový kúpeľ sa rýchlo ochladzuje, pri použití 100 % Ar zostáva prebytočný ferit. Pri použití plynnej zmesi obsahujúcej N2 sa N2 mieša do roztaveného kúpeľa a podporuje tvorbu austenitu.
Nehrdzavejúca oceľ potrebuje chrániť obe strany spoja, aby vytvorila hotový zvar s maximálnou odolnosťou proti korózii. Nedostatočná ochrana zadnej strany môže viesť k „scukornateniu“ alebo rozsiahlej oxidácii, ktorá môže viesť k zlyhaniu spájky.
Tesné tvarovky s trvalo vynikajúcim prispôsobením alebo tesné zadržiavanie v zadnej časti tvarovky nemusia vyžadovať podporný plyn. Tu je hlavným problémom zabrániť nadmernému zafarbeniu tepelne ovplyvnenej zóny v dôsledku nahromadenia oxidu, ktorý potom vyžaduje mechanické odstránenie. Technicky, ak teplota na zadnej strane presiahne 500 stupňov Fahrenheita, je potrebný ochranný plyn. Pri použití prahu 30 stupňov Fahrenheita je však konzervatívnejší prístup. byť pod 30 PPM O2. Výnimkou je, ak sa zadná strana zvaru vydlabe, zbrúsi a zvarí, aby sa dosiahol zvar s úplnou penetráciou.
Dva podporné plyny na výber sú N2 (najlacnejší) a Ar (drahší). Pre malé zostavy alebo keď sú zdroje Ar ľahko dostupné, môže byť pohodlnejšie použiť tento plyn a neoplatí sa ušetriť N2. Na zníženie oxidácie možno pridať až 5 % vodíka. K dispozícii sú rôzne komerčné možnosti, ale bežné sú domáce podpery a čistiace priehrady.
Pridanie 10,5 % alebo viac chrómu je to, čo dodáva nehrdzavejúcej oceli jej vlastnosti z hľadiska nehrdzavejúcej ocele. Udržanie týchto vlastností si vyžaduje dobrú techniku ​​pri výbere správneho ochranného plynu pre zváranie a ochrany zadnej strany spoja. na zváranie nehrdzavejúcej ocele.
Buďte informovaní o najnovších správach, udalostiach a technológiách o všetkých kovoch z našich dvoch mesačných bulletinov napísaných výhradne pre kanadských výrobcov!
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii Canadian Metalworking, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii Made in Canada a Welding, jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.