Nehrđajući čelik nije nužno teško obraditi, ali njegovo zavarivanje zahtijeva pažljivu pažnju prema detaljima. Ne rasipa toplinu poput mekog čelika ili aluminija, a može izgubiti i dio otpornosti na koroziju ako se previše zagrijava. Najbolje prakse pomažu u održavanju otpornosti na koroziju. Slika: Miller Electric
Otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju čini ga atraktivnim izborom za mnoge kritične primjene u cijevima, uključujući visokočistu hranu i pića, farmaceutsku industriju, posude pod pritiskom i petrohemijsku industriju. Međutim, ovaj materijal ne rasipa toplinu kao meki čelik ili aluminij, a nepravilno zavarivanje može smanjiti njegovu otpornost na koroziju. Prevelika primjena topline i korištenje pogrešnog dodatnog materijala su dva uzroka.
Pridržavanje nekih najboljih praksi za zavarivanje nehrđajućeg čelika može pomoći u poboljšanju rezultata i osigurati da metal zadrži otpornost na koroziju. Osim toga, unapređenje procesa zavarivanja može donijeti prednosti u produktivnosti bez ugrožavanja kvalitete.
Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika, odabir dodatnog materijala je ključan za kontrolu sadržaja ugljika. Dodatni materijali koji se koriste za zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika trebaju poboljšati performanse zavara i ispuniti zahtjeve primjene.
Tražite dodatne metale s oznakom "L", kao što je ER308L, jer oni pružaju niži maksimalni sadržaj ugljika što pomaže u održavanju otpornosti na koroziju legura nehrđajućeg čelika s niskim udjelom ugljika. Zavarivanje osnovnog metala s niskim udjelom ugljika sa standardnim dodatnim metalima povećava sadržaj ugljika u zavarenom spoju, povećavajući rizik od korozije. Izbjegavajte dodatne metale označene s "H" jer oni pružaju veći sadržaj ugljika i dizajnirani su za primjene koje zahtijevaju veću čvrstoću na povišenim temperaturama.
Prilikom zavarivanja nehrđajućeg čelika, također je važno odabrati dodatni metal s niskim nivoima tragova (također poznatih kao nečistoće) elemenata. To su rezidualni elementi u sirovinama koje se koriste za izradu dodatnih metala, uključujući antimon, arsen, fosfor i sumpor. Oni mogu uveliko utjecati na otpornost materijala na koroziju.
Budući da je nehrđajući čelik vrlo osjetljiv na unos topline, priprema spoja i pravilna montaža igraju ključnu ulogu u kontroli topline kako bi se održala svojstva materijala. Zbog praznina između dijelova ili neravnomjernog prianjanja, plamenik mora duže ostati na jednom mjestu i potrebno je više dodatnog metala da bi se popunile te praznine. To može uzrokovati nakupljanje topline u zahvaćenom području, što može pregrijati dio. Loše prianjanje također može otežati premošćivanje praznine i postizanje potrebnog prodiranja zavara. Pazite da se dijelovi što je moguće savršenije uklapaju u nehrđajući čelik.
Čistoća ovog materijala je također vrlo važna. Vrlo male količine kontaminacije ili prljavštine u zavarenim spojevima mogu uzrokovati defekte koji smanjuju čvrstoću i otpornost na koroziju konačnog proizvoda. Za čišćenje podloge prije zavarivanja koristite posebnu četku od nehrđajućeg čelika koja nije korištena na ugljičnom čeliku ili aluminijumu.
Kod nehrđajućeg čelika, senzibilizacija je glavni uzrok gubitka otpornosti na koroziju. To se može dogoditi kada temperatura zavarivanja i brzina hlađenja previše fluktuiraju, mijenjajući mikrostrukturu materijala.
Ovaj vanjski zavar na cijevi od nehrđajućeg čelika, zavaren korištenjem GMAW-a i reguliranog nanošenja metala (RMD) bez povratnog isplahivanja korijenskog prolaza, sličan je po izgledu i kvaliteti zavarima napravljenim GTAW-om s povratnim ispiranjem.
Ključni dio otpornosti nehrđajućeg čelika na koroziju je kromov oksid. Ali ako je sadržaj ugljika u zavaru previsok, formirat će se kromov karbid. Oni vežu krom i sprječavaju stvaranje željenog kromovog oksida, koji nehrđajućem čeliku daje otpornost na koroziju. Ako nema dovoljno kromovog oksida, materijal neće imati željena svojstva i doći će do korozije.
Sprečavanje senzibilizacije svodi se na odabir dodatnog materijala i kontrolu unosa topline. Kao što je ranije spomenuto, važno je odabrati dodatni materijal s niskim udjelom ugljika za zavarivanje nehrđajućeg čelika. Međutim, ugljik je ponekad potreban kako bi se osigurala čvrstoća za određene primjene. Kontrola topline je posebno važna kada dodatni materijali s niskim udjelom ugljika nisu opcija.
Minimizirajte vrijeme tokom kojeg zavar i zona uticaja toplote ostaju na povišenim temperaturama - obično se smatra da se radi o temperaturi od 500 do 800 stepeni Celzijusa (950 do 1.500 stepeni Fahrenheita). Što se manje vremena lemljenje provodi u ovom rasponu, to se manje toplote generiše. Uvijek provjeravajte i posmatrajte međuslojnu temperaturu u postupku lemljenja.
Druga mogućnost je korištenje dodatnih metala dizajniranih s legirajućim komponentama poput titana i niobija kako bi se spriječilo stvaranje hromovog karbida. Budući da ove komponente također utječu na čvrstoću i žilavost, ovi dodatni metali se ne mogu koristiti u svim primjenama.
Zavarivanje korijenskog prolaza plinom volframovim elektrolučnim plinom (GTAW) je tradicionalna metoda zavarivanja cijevi od nehrđajućeg čelika. To obično zahtijeva propuhivanje argona kako bi se spriječila oksidacija na stražnjoj strani zavara. Međutim, upotreba žice za zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika postaje sve češća. U ovim primjenama važno je razumjeti kako različiti zaštitni plinovi utječu na otpornost materijala na koroziju.
Prilikom zavarivanja nehrđajućeg čelika postupkom plinskog elektrolučnog zavarivanja (GMAW), tradicionalno se koriste argon i ugljikov dioksid, mješavina argona i kisika ili mješavina tri plina (helij, argon i ugljikov dioksid). Obično ove mješavine sadrže uglavnom argon ili helij i manje od 5% ugljikovog dioksida, jer ugljikov dioksid osigurava ugljik u zavarivačkom bazenu i povećava rizik od senzibilizacije. Čisti argon se ne preporučuje za GMAW na nehrđajućem čeliku.
Žica s punjenom žicom za nehrđajući čelik dizajnirana je za rad s tradicionalnom mješavinom od 75% argona i 25% ugljičnog dioksida. Fluks sadrži sastojke dizajnirane da spriječe kontaminaciju zavara ugljikom iz zaštitnog plina.
Kako su se GMAW procesi razvijali, oni su pojednostavili zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika. Dok neke primjene i dalje mogu zahtijevati GTAW procese, napredni procesi zavarivanja žicom mogu pružiti sličan kvalitet i veću produktivnost u mnogim primjenama nehrđajućeg čelika.
Zavareni unutrašnji spojevi nehrđajućeg čelika napravljeni GMAW RMD metodom slični su po kvaliteti i izgledu odgovarajućim zavarenim vanjskim promjerom.
Korijenski prolaz korištenjem modificiranog kratkospojnog GMAW procesa, kao što je Millerovo regulirano taloženje metala (RMD), eliminira pročišćavanje kod nekih primjena austenitnog nehrđajućeg čelika. Nakon RMD korijenskog prolaza može slijediti pulsirajuće GMAW ili zavarivanje punjenom žicom s pročišćavanjem - promjena koja štedi vrijeme i novac u usporedbi s korištenjem GTAW-a s pročišćavanjem, posebno na većim cijevima.
RMD koristi precizno kontroliran prijenos metala kratkim spojem kako bi se stvorio miran, stabilan luk i zavarivačka kupka. To smanjuje vjerojatnost hladnih preklapanja ili nedostatka taljenja, smanjuje prskanje i osigurava kvalitetniji prolaz korijena cijevi. Precizno kontroliran prijenos metala također omogućuje ujednačeno nanošenje kapljica i lakšu kontrolu zavarivačke kupke, a time i unos topline i brzinu zavarivanja.
Nekonvencionalni procesi mogu povećati produktivnost zavarivanja. Pri korištenju RMD-a, brzina zavarivanja može biti od 15 do 30 cm/min. Budući da proces povećava produktivnost bez dodatnog zagrijavanja dijelova, pomaže u održavanju svojstava i otpornosti nehrđajućeg čelika na koroziju. Smanjeni unos topline u proces također pomaže u kontroli deformacije podloge.
Ovaj pulsirajući GMAW proces omogućava kraće dužine luka, uže konuse luka i manji unos topline u odnosu na konvencionalni prijenos pulsiranja raspršivanjem. Budući da je proces zatvorene petlje, pomicanje luka i varijacije udaljenosti od vrha do obratka su praktično eliminirane. To omogućava lakšu kontrolu zavarivanja na mjestu i van mjesta zavarivanja. Konačno, spajanje pulsirajućeg GMAW-a za zavarivanje popunjavanja i pokrivanja s RMD-om za korijenski zavar omogućuje izvođenje postupka zavarivanja korištenjem jedne žice i jednog plina, eliminirajući vrijeme promjene procesa.
Časopis Tube & Pipe Journal postao je prvi časopis posvećen industriji metalnih cijevi 1990. godine. Danas je to jedina publikacija u Sjevernoj Americi posvećena toj industriji i postao je najpouzdaniji izvor informacija za stručnjake za cijevi.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The FABRICATOR, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Digitalno izdanje časopisa The Tube & Pipe Journal sada je u potpunosti dostupno, omogućavajući jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.
Iskoristite puni pristup digitalnom izdanju časopisa STAMPING, koji pruža najnovija tehnološka dostignuća, najbolje prakse i vijesti iz industrije za tržište štancanja metala.
Sada s punim pristupom digitalnom izdanju časopisa The Fabricator en Español, jednostavan pristup vrijednim industrijskim resursima.