A saldatura di l'acciaiu inox richiede a selezzione di gas di prutezzione per mantene a so cumpusizione metallurgica è e proprietà fisiche è meccaniche associate. L'elementi cumuni di gas di prutezzione per l'acciaiu inox includenu argon, eliu, ossigenu, diossidu di carbonu, azotu è idrogenu (vede Figura 1). Quessi gas sò cumminati in diversi rapporti per adattassi à i bisogni di diversi modi di consegna, tipi di fili, leghe di basa, prufilu di perla desideratu è velocità di viaghju.
A causa di a scarsa cunduttività termica di l'acciaiu inox è di a natura relativamente "fredda" di a saldatura à arcu metallicu cù gas di trasferimentu à cortu circuitu (GMAW), u prucessu richiede un gas "tri-mix" cumpostu da 85% à 90% d'eliu (He), finu à 10% d'argon (Ar) è da 2% à 5% di diossidu di carbonu (CO2). Una mistura cumuna di triblend cuntene 90% d'He, 7-1/2% d'Ar è 2-1/2% di CO2. L'altu putenziale di ionizazione di l'eliu prumove l'arcu dopu à un cortu circuitu; accumpagnatu da a so alta cunduttività termica, l'usu di He aumenta a fluidità di u bagnu fusu. U cumpunente Ar di Trimix furnisce una schermatura generale di u bagnu di saldatura, mentre chì u CO2 agisce cum'è un cumpunente reattivu per stabilizà l'arcu (vede a Figura 2 per cumu i diversi gas di schermatura influenzanu u prufilu di u cordone di saldatura).
Certi mischi ternarii ponu aduprà l'ossigenu cum'è stabilizzatore, mentre chì altri utilizanu una mistura He/CO2/N2 per ottene u listessu effettu. Certi distributori di gas anu mischie di gas pruprietarie chì furniscenu i benefici prumessi. I rivenditori ricumandanu ancu queste mischie per altri modi di trasmissione cù u listessu effettu.
U più grande sbagliu chì i pruduttori facenu hè di pruvà à cortocircuità l'acciaiu inox GMAW cù a listessa mistura di gas (75 Ar/25 CO2) cum'è l'acciaiu dolce, di solitu perchè ùn volenu micca gestisce un cilindru in più. Sta mistura cuntene troppu carbone. In fatti, qualsiasi gas di prutezzione utilizatu per u filu solidu deve cuntene un massimu di 5% di diossidu di carbone. L'usu di quantità più grande dà una metallurgia chì ùn hè più cunsiderata una lega di qualità L (a qualità L hà un cuntenutu di carbone inferiore à 0,03%). Un eccessivu di carbone in u gas di prutezzione pò furmà carburi di cromu, chì riducenu a resistenza à a corrosione è e proprietà meccaniche. A fuliggine pò ancu cumparisce nantu à a superficia di a saldatura.
Cum'è una nota à parte, quandu si sceglienu metalli per cortocircuità GMAW per e leghe di basa di a serie 300 (308, 309, 316, 347), i pruduttori devenu sceglie u gradu LSi. I riempitivi LSi anu un bassu cuntenutu di carbone (0,02%) è sò dunque particularmente raccomandati quandu ci hè un risicu di corrosione intergranulare. Un cuntenutu più altu di siliciu migliora e proprietà di a saldatura, cum'è a bagnatura, per aiutà à appiattisce a corona di a saldatura è prumove a fusione à a punta.
I pruduttori devenu esse prudenti quandu utilizanu prucessi di trasferimentu di cortu circuitu. Una fusione incompleta pò risultà per via di l'estinzione di l'arcu, rendendu u prucessu sub-par per l'applicazioni critiche. In situazioni di grande vulume, se u materiale pò supportà u so input di calore (≥ 1/16 di pollice hè apprussimatamente u materiale più sottile saldatu cù a modalità di spruzzatura à impulsi), un trasferimentu à spruzzatura à impulsi serà una scelta megliu. Quandu u spessore di u materiale è a pusizione di a saldatura u supportanu, si preferisce u trasferimentu à spruzzatura GMAW perchè furnisce una fusione più consistente.
Questi modi di trasferimentu di calore elevatu ùn necessitanu micca gas di prutezzione He. Per a saldatura à trasferimentu di spruzzatura di leghe di a serie 300, una scelta cumuna hè 98% Ar è 2% elementi reattivi cum'è CO2 o O2. Alcune miscele di gas ponu ancu cuntene piccule quantità di N2. N2 hà un putenziale di ionizazione è una cunduttività termica più elevati, chì prumove a bagnatura è permette un viaghju più veloce o una migliore permeabilità; riduce ancu a distorsione.
Per u GMAW à trasferimentu di spruzzatura pulsata, 100% Ar pò esse una scelta accettabile. Siccomu a corrente pulsata stabilizza l'arcu, u gasu ùn richiede micca sempre elementi attivi.
U bagnu fusu hè più lentu per l'acciai inossidabili ferritici è l'acciai inossidabili duplex (rapportu 50/50 di ferrite à austenite). Per queste leghe, una mistura di gas cum'è ~70% Ar / ~30% He / 2% CO2 prumove una migliore bagnatura è aumenterà a velocità di spostamentu (vede Figura 3). Miscele simili ponu esse aduprate per saldà leghe di nichel, ma causeranu a furmazione di ossidi di nichel nantu à a superficia di saldatura (per esempiu, aghjunghje 2% di CO2 o O2 hè abbastanza per aumentà u cuntenutu di ossidu, dunque i pruduttori devenu evità li o esse preparati à passà assai tempu cun elli). Abrasivu perchè questi ossidi sò cusì duri chì una spazzola metallica di solitu ùn li rimuove micca).
I pruduttori utilizanu fili d'acciaio inox cù anima di flussu per a saldatura fora di situ perchè u sistema di scoria in questi fili furnisce una "scaffalatura" chì sustene u bagnu di saldatura mentre si solidifica. Siccomu a cumpusizione di u flussu mitiga l'effetti di u CO2, u filu d'acciaio inox cù anima di flussu hè cuncipitu per l'usu cù miscele di gas 75% Ar / 25% CO2 è / o 100% CO2. Mentre u filu cù anima di flussu pò costà di più per libbra, vale a pena nutà chì velocità di saldatura in tutte e pusizioni è tassi di deposizione più elevati ponu riduce i costi generali di saldatura. Inoltre, u filu cù anima di flussu utilizza una uscita CC à tensione costante convenzionale, rendendu u sistema di saldatura basicu menu caru è menu cumplessu cà i sistemi GMAW pulsati.
Per e leghe di serie 300 è 400, u 100% Ar ferma a scelta standard per a saldatura à arcu di tungstenu à gas (GTAW). Durante u GTAW di alcune leghe di nichel, in particulare cù i prucessi meccanizzati, si ponu aghjunghje piccule quantità d'idrogenu (finu à u 5%) per aumentà a velocità di viaghju (nota chì, à u cuntrariu di l'acciai à u carbonu, e leghe di nichel ùn sò micca propensi à a frattura da l'idrogenu).
Per a saldatura di l'acciai inox superduplex è superduplex, 98% Ar/2% N2 è 98% Ar/3% N2 sò bone scelte, rispettivamente. L'eliu pò ancu esse aghjuntu per migliurà a bagnabilità di circa u 30%. Quandu si saldanu acciai inox super duplex o super duplex, l'obiettivu hè di pruduce una giunzione cù una microstruttura equilibrata di circa u 50% di ferrite è u 50% di austenite. Siccome a furmazione di a microstruttura dipende da a velocità di raffreddamentu, è siccome u bagnu di saldatura TIG si raffredda rapidamente, l'eccessu di ferrite ferma quandu si usa u 100% di Ar. Quandu si usa una mistura di gas chì cuntene N2, l'N2 si mischia in u bagnu fusu è prumove a furmazione di austenite.
L'acciaiu inox hà bisognu di prutege i dui lati di l'articulazione per pruduce una saldatura finita cù a massima resistenza à a corrosione. A mancanza di prutezzione di u spinu pò purtà à una "saccarificazione", o una ossidazione estensiva chì pò purtà à un guastu di a saldatura.
I raccordi stretti à testa cù una vestibilità eccellente o un cuntenimentu strettu in u fondu di u raccordu ùn ponu micca richiede gas di supportu. Quì, u prublema principale hè di prevene una decolorazione eccessiva di a zona affettata da u calore per via di l'accumulu di ossidu, chì richiede poi a rimozione meccanica. Tecnicamente, se a temperatura di u fondu supera i 500 gradi Fahrenheit, hè necessariu un gas di prutezzione. Tuttavia, un approcciu più cunservatore hè di utilizà 300 gradi Fahrenheit cum'è soglia. Idealmente, u supportu deve esse inferiore à 30 PPM O2. L'eccezione hè se u fondu di a saldatura serà scavatu, molatu è saldatu per ottene una saldatura à penetrazione completa.
I dui gasi di supportu di scelta sò N2 (u più economicu) è Ar (più caru). Per i picculi assemblaggi o quandu e fonti di Ar sò facilmente dispunibili, pò esse più convenientu aduprà stu gasu è ùn vale micca a pena i risparmi di N2. Finu à u 5% d'idrogenu pò esse aghjuntu per riduce l'ossidazione. Una varietà di opzioni cummerciali sò dispunibili, ma i supporti fatti in casa è e dighe di purificazione sò cumuni.
L'aghjunta di 10,5% o più di cromu hè ciò chì dà à l'acciaio inox e so proprietà inossidabili. U mantenimentu di queste proprietà richiede una bona tecnica per selezziunà u gas di prutezzione di saldatura currettu è prutege a parte posteriore di u giuntu. L'acciaio inox hè caru, è ci sò bone ragioni per aduprà lu. Ùn ci hè sensu à pruvà à piglià scorciatoie quandu si tratta di gas di prutezzione o di sceglie metalli d'apportu per questu. Dunque, hà sempre sensu travaglià cù un distributore di gas espertu è un specialistu in metalli d'apportu quandu si sceglie un gas è un metallu d'apportu per a saldatura di l'acciaio inox.
Mantenetevi aggiornati cù l'ultime nutizie, eventi è tecnulugia nantu à tutti i metalli da i nostri dui bulletini mensili scritti esclusivamente per i pruduttori canadiani!
Avà cù accessu cumpletu à l'edizione digitale di Canadian Metalworking, accessu faciule à risorse preziose di l'industria.
Avà cù accessu cumpletu à l'edizione digitale di Made in Canada è Welding, accessu faciule à risorse preziose di l'industria.