Це звучить надто добре, щоб бути правдою, тож у чому проблема? Зварювання зазвичай потрібне для виготовлення майже будь-чого з одного з понад 150 видів нержавіючої сталі. Зварювання нержавіючої сталі – це складне завдання. Деякі з цих питань включають наявність оксиду хрому, як контролювати підведення тепла, який процес зварювання використовувати, як поводитися з шестивалентним хромом і як робити це правильно.
Незважаючи на труднощі зварювання та обробки цього матеріалу, нержавіюча сталь залишається популярним, а іноді й єдиним варіантом для багатьох галузей промисловості. Знання того, як безпечно її використовувати та коли застосовувати кожен процес зварювання, має вирішальне значення для успішного зварювання. Це може бути ключем до успішної кар'єри.
То чому ж зварювання нержавіючої сталі є таким складним завданням? Відповідь починається з того, як вона була створена. М'яка сталь, також відома як низьковуглецева сталь, змішується з щонайменше 10,5% хрому для отримання нержавіючої сталі. Доданий хром утворює шар оксиду хрому на поверхні сталі, який запобігає більшості видів корозії та іржі. Виробники додають різну кількість хрому та інших елементів до сталі, щоб змінити якість кінцевого продукту, а потім використовують тризначну систему для диференціації марок.
До поширених нержавіючих сталей належать 304 та 316. Найдешевша з них — 304, яка містить 18 відсотків хрому та 8 відсотків нікелю і використовується в усьому, від автомобільної обробки до кухонної техніки. Нержавіюча сталь 316 містить менше хрому (16%) та більше нікелю (10%), але також містить 2% молібдену. Ця сполука надає нержавіючій сталі 316 додаткової стійкості до хлоридів та розчинів хлору, що робить її найкращим вибором для морського середовища, хімічної та фармацевтичної промисловості.
Шар оксиду хрому може забезпечити якість нержавіючої сталі, але саме це так засмучує зварювальників. Цей корисний бар'єр збільшує поверхневий натяг металу, уповільнюючи утворення рідкої зварювальної ванни. Поширеною помилкою є збільшення підведення тепла, оскільки більше тепла збільшує текучість ванни. Однак це може негативно вплинути на нержавіючу сталь. Занадто сильне нагрівання може спричинити подальше окислення та деформацію або пропалювання основного металу. У поєднанні з листовим металом, що використовується у великих галузях промисловості, таких як автомобільні вихлопні гази, це стає головним пріоритетом.
Тепло чудово руйнує корозійну стійкість нержавіючої сталі. Занадто багато тепла використовується, коли зварний шов або навколишня зона термічного впливу (ЗТВ) набуває райдужного відтінку. Окислена нержавіюча сталь має дивовижні кольори від блідо-золотистого до темно-синього та фіолетового. Ці кольори є гарною ілюстрацією, але можуть вказувати на зварні шви, які можуть не відповідати деяким вимогам зварювання. Найсуворіші специфікації не люблять забарвлення зварних швів.
Загальновизнано, що дугове зварювання вольфрамовими електродами в захисному газовому середовищі (GTAW) найкраще підходить для нержавіючої сталі. Історично це було правдою в загальному сенсі. Це досі вірно, коли ми намагаємося втілити ці сміливі кольори в художньому ткацтві, щоб відповідати найвищим стандартам якості в таких галузях, як атомна енергетика та аерокосмічна промисловість. Однак сучасна технологія інверторного зварювання зробила дугове зварювання в газовому середовищі (GMAW) стандартом для виробництва нержавіючої сталі, а не лише автоматизованими або роботизованими системами.
Оскільки GMAW – це напівавтоматичний процес подачі дроту, він забезпечує високу швидкість наплавлення, що допомагає зменшити підведення тепла. Деякі професіонали кажуть, що він простіший у використанні, ніж GTAW, оскільки менше залежить від майстерності зварювальника та більше від майстерності джерела зварювального живлення. Це спірне питання, але більшість сучасних джерел живлення GMAW використовують попередньо запрограмовані лінії синергії. Ці програми призначені для встановлення таких параметрів, як струм і напруга, залежно від присадного металу, введеного користувачем, товщини матеріалу, типу газу та діаметра дроту.
Деякі інвертори можуть регулювати дугу протягом усього процесу зварювання, щоб постійно створювати точну дугу, обробляти зазори між деталями та підтримувати високу швидкість руху, щоб відповідати виробничим та якісним стандартам. Це особливо актуально для автоматизованого або роботизованого зварювання, але також стосується ручного зварювання. Деякі джерела живлення на ринку пропонують сенсорний інтерфейс та елементи керування пальником для легкого налаштування.
Зварювання нержавіючої сталі – складне завдання. Деякі з цих питань включають наявність оксиду хрому, як контролювати підведене тепло, який процес зварювання використовувати, як поводитися з шестивалентним хромом і як це робити правильно.
Вибір правильного газу для зварювання GTAW зазвичай залежить від досвіду або застосування зварювального випробування. GTAW, також відомий як вольфрамове інертне зварювання (TIG), у більшості випадків використовує лише інертний газ, зазвичай аргон, гелій або суміш обох. Неправильне введення захисного газу або тепла може призвести до надмірного куполоподібного або мотузкоподібного зварного шва, і це запобігатиме його змішуванню з навколишнім металом, що призведе до непривабливого або непридатного зварного шва. Визначення того, яка суміш найкраще підходить для кожного зварного шва, може означати багато спроб і помилок. Спільні виробничі лінії GMAW допомагають скоротити втрати часу в нових застосуваннях, але коли потрібна найсуворіша якість, метод зварювання GTAW залишається кращим методом.
Зварювання нержавіючої сталі становить небезпеку для здоров'я тих, хто користується пальником. Найбільшу небезпеку становлять пари, що виділяються під час процесу зварювання. Нагрітий хром утворює сполуку під назвою шестивалентний хром, яка, як відомо, пошкоджує дихальну систему, нирки, печінку, шкіру та очі, а також викликає рак. Зварювальники повинні завжди носити захисне спорядження, включаючи респіратор, і забезпечити добру вентиляцію приміщення перед початком зварювання.
Проблеми з нержавіючою сталлю не закінчуються після завершення зварювання. Нержавіюча сталь також вимагає особливої ​​уваги в процесі обробки. Використання сталевої щітки або полірувальної подушки, забрудненої вуглецевою сталлю, може пошкодити захисний шар оксиду хрому. Навіть якщо пошкодження не видно, ці забруднення можуть зробити готовий виріб схильним до іржі або іншої корозії.
Терренс Норріс — старший інженер із застосування у Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Ронда Затезало — позаштатний автор у Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Сучасна технологія інверторного зварювання зробила газове плавлення GMAW стандартом для виробництва нержавіючої сталі, а не лише автоматичними чи роботизованими системами.
Журнал WELDER, раніше відомий як «Практичне зварювання сьогодні», представляє реальних людей, які виготовляють продукцію, яку ми використовуємо та з якою працюємо щодня. Цей журнал обслуговує зварювальну спільноту Північної Америки вже понад 20 років.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The FABRICATOR, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання журналу «The Tube & Pipe Journal» тепер повністю доступне, забезпечуючи легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Отримайте повний цифровий доступ до журналу STAMPING, який містить найновіші технології, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Тепер, маючи повний цифровий доступ до The Fabricator en Español, ви маєте легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.