Неръждаемата стомана не е непременно трудна за работа, но заваряването ѝ изисква внимателно внимание към детайлите. Тя не разсейва топлината като меката стомана или алуминия и може да загуби част от корозионната си устойчивост, ако се нагрее твърде много. Най-добрите практики помагат за поддържане на корозионната ѝ устойчивост. Изображение: Miller Electric
Корозионната устойчивост на неръждаемата стомана я прави привлекателен избор за много критични приложения в тръбите, включително храни и напитки с висока чистота, фармацевтични продукти, съдове под налягане и нефтохимически приложения. Този материал обаче не разсейва топлината като меката стомана или алуминий, а неправилното заваряване може да намали неговата устойчивост на корозия. Прилагането на твърде много топлина и използването на грешен пълнител са два виновника.
Следването на някои най-добри практики за заваряване на неръждаема стомана може да помогне за подобряване на резултатите и да гарантира, че металът запазва своята устойчивост на корозия. Освен това, модернизирането на процеса на заваряване може да донесе ползи за производителността, без да се прави компромис с качеството.
При заваряване на неръждаема стомана, изборът на добавъчен метал е от решаващо значение за контролиране на съдържанието на въглерод. Добавъчните метали, използвани за заваряване на тръби от неръждаема стомана, трябва да подобрят производителността на заварката и да отговарят на изискванията на приложението.
Търсете пълнители с обозначение „L“, като например ER308L, тъй като те осигуряват по-ниско максимално съдържание на въглерод, което спомага за поддържане на корозионната устойчивост на нисковъглеродните сплави от неръждаема стомана. Заваряването на нисковъглероден основен метал със стандартни пълнители увеличава съдържанието на въглерод в завареното съединение, увеличавайки риска от корозия. Избягвайте пълнители, маркирани с „H“, тъй като те осигуряват по-високо съдържание на въглерод и са предназначени за приложения, изискващи по-висока якост при повишени температури.
При заваряване на неръждаема стомана е важно да се избере пълнител с ниски нива на следи (известни също като примеси) от елементи. Това са остатъчни елементи в суровините, използвани за производството на пълнители, включително антимон, арсен, фосфор и сяра. Те могат значително да повлияят на корозионната устойчивост на материала.
Тъй като неръждаемата стомана е много чувствителна към топлина, подготовката на съединението и правилното сглобяване играят ключова роля в контролирането на топлината, за да се запазят свойствата на материала. Поради празнини между частите или неравномерно прилягане, горелката трябва да остане на едно място по-дълго и е необходим повече добавъчен метал, за да се запълнят тези празнини. Това може да доведе до натрупване на топлина в засегнатата зона, което може да прегрее детайла. Лошото прилягане може също да затрудни преодоляването на празнината и получаването на необходимото проникване на заварката. Уверете се, че частите пасват възможно най-точно в неръждаемата стомана.
Чистотата на този материал също е много важна. Много малки количества замърсяване или мръсотия в заварените съединения могат да причинят дефекти, които намаляват здравината и устойчивостта на корозия на крайния продукт. За почистване на основата преди заваряване използвайте специална четка от неръждаема стомана, която не е била използвана върху въглеродна стомана или алуминий.
При неръждаемата стомана, сенсибилизацията е основната причина за загуба на корозионна устойчивост. Това може да се случи, когато температурата на заваряване и скоростта на охлаждане се колебаят твърде много, променяйки микроструктурата на материала.
Този заваръчен шев с външен диаметър на тръба от неръждаема стомана, заварен с помощта на GMAW и регулирано отлагане на метал (RMD) без обратно промиване на коренния проход, е подобен по външен вид и качество на заваръчните шевове, направени с обратно промиване на GTAW.
Ключова част от корозионната устойчивост на неръждаемата стомана е хромовият оксид. Но ако съдържанието на въглерод в заваръчния шев е твърде високо, ще се образува хромов карбид. Той свързва хрома и предотвратява образуването на желания хромов оксид, който придава на неръждаемата стомана корозионна устойчивост. Ако няма достатъчно хромов оксид, материалът няма да има желаните свойства и ще възникне корозия.
Предотвратяването на сенсибилизацията се свежда до избора на пълнителен метал и контрол на подаваната топлина. Както бе споменато по-рано, важно е да се избере нисковъглероден пълнителен метал за заваряване на неръждаема стомана. Понякога обаче е необходим въглерод, за да се осигури якост за определени приложения. Контролът на топлината е особено важен, когато нисковъглеродните пълнителни метали не са опция.
Минимизирайте времето, през което заваръчният шев и зоната, засегната от топлина, остават при повишени температури – обикновено от 950 до 1500 градуса по Фаренхайт (от 500 до 800 градуса по Целзий). Колкото по-малко време прекарва запояването в този диапазон, толкова по-малко топлина генерира. Винаги проверявайте и наблюдавайте междупреходната температура в процедурата за запояване на приложението.
Друг вариант е използването на пълнителни метали, проектирани със легиращи компоненти като титан и ниобий, за да се предотврати образуването на хромов карбид. Тъй като тези компоненти също влияят върху якостта и жилавостта, тези пълнителни метали не могат да се използват във всички приложения.
Газово-волфрамовото електродъгово заваряване (GTAW) за коренния проход е традиционният метод за заваряване на тръби от неръждаема стомана. Това обикновено изисква обратно продухване с аргон, за да се предотврати окисляването на задната страна на заваръчния шев. Използването на процеси за заваряване с тел в тръби от неръждаема стомана обаче става все по-често срещано. В тези приложения е важно да се разбере как различните защитни газове влияят върху корозионната устойчивост на материала.
При заваряване на неръждаема стомана чрез газо-метал дъгово заваряване (GMAW) традиционно се използват аргон и въглероден диоксид, смес от аргон и кислород или тригазова смес (хелий, аргон и въглероден диоксид). Обикновено тези смеси съдържат предимно аргон или хелий и по-малко от 5% въглероден диоксид, тъй като въглеродният диоксид осигурява въглерод в заваръчната вана и увеличава риска от сенсибилизация. Чист аргон не се препоръчва за GMAW върху неръждаема стомана.
Флюсовата тел за неръждаема стомана е проектирана да работи с традиционна смес от 75% аргон и 25% въглероден диоксид. Флюсът съдържа съставки, предназначени да предотвратят замърсяването на заваръчния шев с въглерод от защитния газ.
С развитието на GMAW процесите, те опростиха заваряването на тръби от неръждаема стомана. Въпреки че някои приложения все още може да изискват GTAW процеси, усъвършенстваните процеси за заваряване с тел могат да осигурят подобно качество и по-висока производителност в много приложения с неръждаема стомана.
Заваръчни шевове от неръждаема стомана с вътрешен диаметър, направени с GMAW RMD, са сходни по качество и външен вид със съответните заваръчни шевове от външен диаметър.
Коренният проход, използващ модифициран процес на GMAW с късо съединение, като например регулираното метално отлагане на Милър (RMD), елиминира обратното продухване при някои приложения с аустенитна неръждаема стомана. Коренният проход RMD може да бъде последван от импулсно GMAW или заваряване с флюсова сърцевина със запълващи и завършващи проходи – промяна, която спестява време и пари в сравнение с използването на GTAW с обратно продухване, особено при по-големи тръби.
RMD използва прецизно контролиран пренос на метал чрез късо съединение, за да създаде спокойна и стабилна дъга и заваръчна вана. Това осигурява по-малка вероятност от студени припокривания или липса на сливане, по-малко пръски и по-високо качество на кореновия проход на тръбата. Прецизно контролираният пренос на метал осигурява също равномерно отлагане на капки и по-лесен контрол на заваръчната вана, а оттам и на вложената топлина и скоростта на заваряване.
Неконвенционалните процеси могат да увеличат производителността на заваряване. При използване на RMD, скоростта на заваряване може да бъде от 6 до 12 инча/мин. Тъй като процесът увеличава производителността без допълнително нагряване на частите, той помага за поддържане на свойствата и устойчивостта на корозия на неръждаемата стомана. Намаленото влагане на топлина в процеса също помага за контролиране на деформацията на основата.
Този импулсен GMAW процес осигурява по-къси дължини на дъгата, по-тесни конуси на дъгата и по-малко влагане на топлина в сравнение с конвенционалния пренос на импулси чрез пръскане. Тъй като процесът е със затворен контур, дрейфът на дъгата и вариациите в разстоянието от върха до детайла са практически елиминирани. Това осигурява по-лесен контрол на вана при заваряване на място и извън него. И накрая, свързването на импулсния GMAW за запълващ и покривен шев с RMD за коренов шев позволява процедурата на заваряване да се извършва с помощта на една тел и един газ, елиминирайки времето за смяна на процеса.
Tube & Pipe Journal стана първото списание, посветено на индустрията за метални тръби през 1990 г. Днес то остава единственото издание в Северна Америка, посветено на индустрията, и се превърна в най-доверен източник на информация за специалистите по тръби.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Възползвайте се от пълен достъп до дигиталното издание на STAMPING Journal, което предоставя най-новите технологични постижения, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метал.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.