Die sweis van vlekvrye staal vereis die keuse van beskermgas om sy metallurgiese samestelling en gepaardgaande fisiese en meganiese eienskappe te behou. Algemene beskermgaselemente vir vlekvrye staal sluit in argon, helium, suurstof, koolstofdioksied, stikstof en waterstof (sien Figuur 1). Hierdie gasse word in verskillende verhoudings gekombineer om aan die behoeftes van verskillende afleweringsmetodes, draadtipes, basislegerings, verlangde kraalprofiel en bewegingspoed te voldoen.
As gevolg van die swak termiese geleidingsvermoë van vlekvrye staal en die relatief "koue" aard van kortsluit-oordraggasmetaalboogsweising (GMAW), vereis die proses 'n "driemengsel"-gas wat bestaan ​​uit 85% tot 90% helium (He), tot 10% argon (Ar) en 2% tot 5% koolstofdioksied (CO2). 'n Algemene driemengsel bevat 90% He, 7-1/2% Ar en 2-1/2% CO2. Die hoë ionisasiepotensiaal van helium bevorder boogvorming na 'n kortsluiting; tesame met sy hoë termiese geleidingsvermoë, verhoog die gebruik van He die vloeibaarheid van die gesmelte poel. Die Ar-komponent van Trimix bied algemene afskerming van die sweispoel, terwyl CO2 as 'n reaktiewe komponent optree om die boog te stabiliseer (sien Figuur 2 vir hoe verskillende afskermingsgasse die sweiskraalprofiel beïnvloed).
Sommige ternêre mengsels kan suurstof as 'n stabiliseerder gebruik, terwyl ander 'n He/CO2/N2-mengsel gebruik om dieselfde effek te bereik. Sommige gasverspreiders het eie gasmengsels wat die beloofde voordele bied. Handelaars beveel ook hierdie mengsels aan vir ander transmissiemodusse met dieselfde effek.
Die grootste fout wat vervaardigers maak, is om GMAW-vlekvrye staal te probeer kortsluit met dieselfde gasmengsel (75 Ar/25 CO2) as sagte staal, gewoonlik omdat hulle nie 'n ekstra silinder wil bestuur nie. Hierdie mengsel bevat te veel koolstof. Trouens, enige beskermingsgas wat vir soliede draad gebruik word, moet 'n maksimum van 5% koolstofdioksied bevat. Die gebruik van groter hoeveelhede lei tot 'n metallurgie wat nie meer as 'n L-graad legering beskou word nie (L-graad het 'n koolstofinhoud van minder as 0.03%). Oormatige koolstof in die beskermingsgas kan chroomkarbiede vorm, wat korrosieweerstand en meganiese eienskappe verminder. Roet kan ook op die sweisoppervlak verskyn.
Terloops, wanneer metale gekies word vir die kortsluiting van GMAW vir die 300-reeks basislegerings (308, 309, 316, 347), moet vervaardigers die LSi-graad kies. LSi-vulstowwe het 'n lae koolstofinhoud (0.02%) en word dus veral aanbeveel wanneer daar 'n risiko van intergranulêre korrosie is. Hoër silikoninhoud verbeter die laseienskappe, soos benatting, om die kroon van die las te help platmaak en smelting by die toon te bevorder.
Vervaardigers moet versigtig wees wanneer hulle kortsluit-oordragprosesse gebruik. Onvolledige smelting kan ontstaan ​​as gevolg van boogblus, wat die proses ondermaats maak vir kritieke toepassings. In hoë-volume situasies, as die materiaal sy hitte-invoer kan ondersteun (≥ 1/16 duim is ongeveer die dunste materiaal wat met die pulsspuitmodus gesweis word), sal 'n pulsspuitoordrag 'n beter keuse wees. Waar materiaaldikte en sweisligging dit ondersteun, word spuitoordrag (GMAW) verkies, aangesien dit 'n meer konsekwente smelting bied.
Hierdie hoë hitte-oordragmodusse benodig nie He-beskermgas nie. Vir spuitoordragsweis van 300-reeks legerings is 'n algemene keuse 98% Ar en 2% reaktiewe elemente soos CO2 of O2. Sommige gasmengsels kan ook klein hoeveelhede N2 bevat. N2 het 'n hoër ionisasiepotensiaal en termiese geleidingsvermoë, wat benatting bevorder en vinniger beweging of verbeterde deurlaatbaarheid moontlik maak; dit verminder ook vervorming.
Vir gepulseerde spuitoordrag (GMAW), kan 100% Ar 'n aanvaarbare keuse wees. Omdat die gepulseerde stroom die boog stabiliseer, benodig die gas nie altyd aktiewe elemente nie.
Die gesmelte poel is stadiger vir ferritiese vlekvrye staal en dupleks vlekvrye staal (50/50 verhouding van ferriet tot austeniet). Vir hierdie legerings sal 'n gasmengsel soos ~70% Ar/~30% He/2% CO2 beter benatting bevorder en die bewegingspoed verhoog (sien Figuur 3). Soortgelyke mengsels kan gebruik word om nikkellegerings te sweis, maar sal veroorsaak dat nikkeloksiede op die sweisoppervlak vorm (bv. die byvoeging van 2% CO2 of O2 is genoeg om die oksiedinhoud te verhoog, dus vervaardigers moet dit vermy of voorbereid wees om baie tyd daaraan te spandeer). Skuurmiddel omdat hierdie oksiede so hard is dat 'n draadborsel dit gewoonlik nie sal verwyder nie).
Vervaardigers gebruik vloeikern-vlekvrye staaldrade vir buite-situ-sweiswerk omdat die slakstelsel in hierdie drade 'n "rak" bied wat die sweispoel ondersteun soos dit stol. Omdat die vloeisamestelling die effekte van CO2 verminder, is vloeikern-vlekvrye staaldraad ontwerp vir gebruik met 75% Ar/25% CO2 en/of 100% CO2 gasmengsels. Terwyl vloeikern-draad meer per pond kan kos, is dit die moeite werd om daarop te let dat hoër sweisspoed vir alle posisies en afsettingstempo's die algehele sweiskoste kan verminder. Daarbenewens gebruik die vloeikern-draad 'n konvensionele konstante spanning GS-uitset, wat die basiese sweisstelsel minder duur en minder kompleks maak as gepulseerde GMAW-stelsels.
Vir 300- en 400-reeks legerings bly 100% Ar die standaardkeuse vir gaswolframboogsweising (GTAW). Tydens GTAW van sommige nikkellegerings, veral met gemeganiseerde prosesse, kan klein hoeveelhede waterstof (tot 5%) bygevoeg word om die bewegingspoed te verhoog (let wel dat nikkellegerings, anders as koolstofstaal, nie geneig is tot waterstofkrake nie).
Vir die sweis van superdupleks- en superdupleks vlekvrye staalsoorte is onderskeidelik 98% Ar/2% N2 en 98% Ar/3% N2 goeie keuses. Helium kan ook bygevoeg word om die benatbaarheid met ongeveer 30% te verbeter. Wanneer superdupleks- of superdupleks vlekvrye staalsoorte gesweis word, is die doel om 'n las met 'n gebalanseerde mikrostruktuur van ongeveer 50% ferriet en 50% austeniet te produseer. Omdat die vorming van die mikrostruktuur afhang van die afkoelingstempo, en omdat die TIG-sweispoel vinnig afkoel, bly oortollige ferriet oor wanneer 100% Ar gebruik word. Wanneer 'n gasmengsel wat N2 bevat, gebruik word, roer die N2 in die gesmelte poel in en bevorder austenietvorming.
Vlekvrye staal moet beide kante van die las beskerm om 'n voltooide las met maksimum korrosiebestandheid te produseer. Versuim om die agterkant te beskerm, kan lei tot "versuikering", of uitgebreide oksidasie wat tot soldeerversaking kan lei.
Stywe stomppassings met 'n konsekwent uitstekende passing of digte insluiting aan die agterkant van die passing benodig moontlik nie ondersteuningsgas nie. Hier is die hoofkwessie om oormatige verkleuring van die hitte-geaffekteerde sone as gevolg van oksiedopbou te voorkom, wat dan meganiese verwydering vereis. Tegnies, as die agterkanttemperatuur 500 grade Fahrenheit oorskry, is 'n beskermingsgas nodig. 'n Meer konserwatiewe benadering is egter om 300 grade Fahrenheit as die drempel te gebruik. Ideaal gesproke moet die agterkant onder 30 PPM O2 wees. Die uitsondering is as die agterkant van die lasnaad uitgekerf, geslyp en gesweis gaan word om 'n volle penetrasielasnaad te verkry.
Die twee ondersteunende gasse van keuse is N2 (goedkoopste) en Ar (duurder). Vir klein samestellings of wanneer Ar-bronne geredelik beskikbaar is, kan dit geriefliker wees om hierdie gas te gebruik en nie die N2-besparing werd nie. Tot 5% waterstof kan bygevoeg word om oksidasie te verminder. 'n Verskeidenheid kommersiële opsies is beskikbaar, maar tuisgemaakte stutte en suiweringsdamme is algemeen.
Die byvoeging van 10.5% of meer chroom is wat vlekvrye staal sy vlekvrye eienskappe gee. Om hierdie eienskappe te handhaaf, vereis dit goeie tegniek om die korrekte sweisbeskermgas te kies en die agterkant van die las te beskerm. Vlekvrye staal is duur, en daar is goeie redes om dit te gebruik. Dit maak geen sin om kortpaaie te neem wanneer dit kom by beskermgas of die keuse van vulmetale hiervoor nie. Daarom maak dit altyd sin om met 'n kundige gasverspreider en vulmetaalspesialis saam te werk wanneer jy 'n gas en vulmetaal vir die sweis van vlekvrye staal kies.
Bly op hoogte van die nuutste nuus, gebeure en tegnologie oor alle metale vanaf ons twee maandelikse nuusbriewe wat uitsluitlik vir Kanadese vervaardigers geskryf is!
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van Canadian Metalworking, maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Nou met volle toegang tot die digitale uitgawe van Made in Canada en Welding, maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.