Svařování trubek a potrubí z nerezové oceli často vyžaduje zpětné proplachování argonem při použití tradičních procesů, jako je svařování wolframovou elektrodou (GTAW) a svařování v ochranné atmosféře kovu (SMAW). Náklady na plyn a doba přípravy procesu proplachování však mohou být důležité, zejména s rostoucími průměry a délkami trubek.
Při svařování nerezové oceli řady 300 mohou dodavatelé eliminovat zpětný ráz u svarů otevřených kořenových kanálků přechodem z tradičního GTAW nebo SMAW na vylepšený svařovací proces a zároveň dosáhnout vysoké kvality svaru, zachovat odolnost materiálu proti korozi a splnit požadavky specifikace svařovacího postupu (WPS) vyžadující zkratový proces obloukového svařování v plynové atmosféře (GMAW). Vylepšený zkratový proces GMAW také přináší další výhody v produktivitě, efektivitě a snadnosti použití, což pomáhá zvýšit zisky.
Slitiny nerezové oceli, oblíbené pro svou odolnost proti korozi a pevnost, se používají v mnoha aplikacích potrubí a hadic, včetně ropného a plynárenského průmyslu, petrochemického průmyslu a biopaliv. Ačkoli se GTAW tradičně používá v mnoha aplikacích nerezové oceli, má určité nevýhody, které lze řešit vylepšeným zkratovým GMAW.
Zaprvé, vzhledem k přetrvávajícímu nedostatku kvalifikovaných svářečů je nalezení pracovníků obeznámených s GTAW trvalou výzvou. Zadruhé, GTAW není nejrychlejší svařovací proces, což brání společnostem, které se snaží zvýšit produktivitu a splnit požadavky zákazníků. Zatřetí, vyžaduje časově náročné a drahé zpětné proplachování nerezových trubek.
Co je to zpětný proud? Proplachování je zavádění plynu během svařovacího procesu za účelem odstranění nečistot a zajištění podpory. Proplachování zadní strany chrání zadní stranu svaru před tvorbou těžkých oxidů v přítomnosti kyslíku.
Pokud není zadní strana během svařování otevřeného kořenového kanálku chráněna, může dojít k poškození substrátu. Toto rozrušení se nazývá zcukernění, pojmenované tak, protože má za následek povrch, který uvnitř svaru vypadá jako cukr. Aby se zabránilo rozdrcení, svářeč vloží plynovou hadici do jednoho konce trubky a konec trubky uzavře proplachovací hrází. Na druhém konci trubky také vytvoří odvzdušňovací otvor. Obvykle také umístí pásku kolem otvoru spoje. Po vyčištění trubky odlepí kus pásky kolem spoje a začnou svařovat, přičemž proces odstraňování a svařování opakují, dokud kořenová housenka není hotová.
Eliminujte zpětný ráz. Zpětné svařování může stát spoustu času a peněz a v některých případech může projektu přidat tisíce dolarů. Přechod na vylepšený proces zkratového svařování GMAW umožnil společnosti provádět kořenové vrstvy bez zpětného proplachování u mnoha aplikací s nerezovou ocelí. Pro tento účel se dobře hodí svařovací aplikace pro nerezové oceli řady 300, zatímco svařovací aplikace pro vysoce čisté duplexní nerezové oceli v současné době vyžadují pro kořenovou vrstvu GTAW.
Udržování co nejnižšího tepelného příkonu pomáhá udržovat odolnost obrobku proti korozi. Snížení počtu svařovacích průchodů je jedním ze způsobů, jak snížit tepelný příkon. Vylepšené procesy zkratového svařování GMAW, jako je regulované nanášení kovu (RMD®), využívají přesně řízený přenos kovu k zajištění rovnoměrného nanášení kapek. To svářeči usnadňuje kontrolu svarové lázně, což následně řídí tepelný příkon a rychlost svařování. Nižší tepelný příkon umožňuje rychlejší ztuhnutí svarové lázně.
Díky kontrolovanému přenosu kovu a rychlejšímu zamrznutí tavné lázně je tavná lázeň méně turbulentní a ochranný plyn opouští svařovací pistoli GMAW relativně nerušeně. To umožňuje ochrannému plynu procházet otevřeným kořenem svaru, čímž vytlačuje atmosféru a zabraňuje zcukernění nebo oxidaci na zadní straně svaru. Toto pokrytí plynem trvá jen krátkou dobu, protože kaluže velmi rychle zamrzají.
Testování ukázalo, že modifikovaný proces zkratového svařování GMAW splňuje normy kvality svaru a zároveň zachovává korozní odolnost nerezové oceli, stejně jako při svařování kořenové housenky metodou GTAW.
Změna svařovacího procesu vyžaduje, aby společnost znovu certifikovala svůj systém svařování, ale takový přechod může přinést obrovské časové úspory a úspory nákladů na nové výrobní a opravárenské práce.
Svařování kořenových kanálků v otevřené atmosféře s využitím vylepšeného procesu zkratového svařování GMAW nabízí další výhody v produktivitě, efektivitě a školení svářečů. Patří mezi ně:
Eliminuje možnost vzniku horkých kanálků díky možnosti nanášení většího množství kovu pro zvětšení tloušťky kořenového kanálku.
Vynikající tolerance pro velké i malé nesouososti mezi úseky potrubí. Díky plynulému přenosu kovu lze snadno překlenout mezery až do velikosti 3⁄16 palce.
Délka oblouku je konzistentní bez ohledu na prodloužení elektrody, což kompenzuje problémy operátorů s udržením konzistentního prodloužení. Snazší kontrola svařovací lázně a konzistentní přenos kovu mohou zkrátit dobu zaškolení nových svářečů.
Snižte prostoje při změně procesu. Stejný drát a ochranný plyn lze použít pro kořenové, výplňové a uzavírací kanály. Pulzní proces GMAW lze použít za předpokladu, že kanály jsou naplněny a uzavřeny ochranným plynem s obsahem alespoň 80 % argonu.
Pro provozy, které se snaží eliminovat zpětný proud v aplikacích s nerezovou ocelí, je důležité dodržovat pět klíčových tipů pro úspěšný přechod na modifikovaný proces zkratového svařování GMAW.
Vyčistěte vnitřní i vnější stranu trubek, abyste odstranili veškeré nečistoty. K čištění zadní strany spoje alespoň 2,5 cm od okraje použijte drátěný kartáč určený pro nerezovou ocel.
Použijte přídavný materiál z nerezové oceli s vysokým obsahem křemíku, například 316LSi nebo 308LSi. Vyšší obsah křemíku napomáhá smáčení svarové lázně a působí jako deoxidační činidlo.
Pro dosažení nejlepšího výkonu použijte směs ochranného plynu speciálně vyvinutou pro daný proces, například 90 % hélia, 7,5 % argonu a 2,5 % oxidu uhličitého. Další možností je 98 % argonu a 2 % oxidu uhličitého. Dodavatel svařovacího plynu může mít jiná doporučení.
Pro dosažení nejlepších výsledků použijte zúženou špičku a trysku pro kořenové kanálky a lokalizaci pokrytí plynem. Kónická tryska s vestavěným difuzérem plynu poskytuje vynikající pokrytí.
Upozorňujeme, že použití modifikovaného procesu GMAW s krátkým spojem bez podpůrného plynu vytváří na zadní straně svaru malé množství okuju. Ten se obvykle při ochlazování svaru odlupuje a splňuje normy kvality pro ropný průmysl, elektrárny a petrochemický průmysl.
Jim Byrne je manažerem prodeje a aplikací pro Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Časopis Tube & Pipe Journal se v roce 1990 stal prvním časopisem věnovaným odvětví kovových trubek. Dnes zůstává jedinou publikací v Severní Americe věnovanou tomuto odvětví a stal se nejdůvěryhodnějším zdrojem informací pro odborníky na potrubí.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The FABRICATOR máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně dostupné a poskytuje snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Získejte plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který nabízí nejnovější technologický pokrok, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.