Ruostumattoman teräksen työstäminen ei välttämättä ole vaikeaa, mutta sen hitsaus vaatii huolellista huomiota yksityiskohtiin. Se ei haihdu lämpöä kuten pehmeä teräs tai alumiini, ja se saattaa menettää korroosionkestävyyttä, jos siihen kohdistetaan liikaa lämpöä. Parhaat käytännöt auttavat ylläpitämään sen korroosionkestävyyttä. Kuva: Miller Electric
Ruostumattoman teräksen korroosionkestävyys tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon moniin kriittisiin putkisovelluksiin, mukaan lukien erittäin puhtaat elintarvike- ja juoma-, lääke-, paineastia- ja petrokemian sovellukset. Tämä materiaali ei kuitenkaan haihdu lämpöä kuten lievä teräs tai alumiini, ja väärä hitsaus voi heikentää sen korroosionkestävyyttä. Liian suuri lämmöntuonti ja väärän lisäainemetallin käyttö ovat kaksi syytä.
Ruostumattoman teräksen hitsauksen parhaiden käytäntöjen noudattaminen voi auttaa parantamaan tuloksia ja varmistamaan, että metalli säilyttää korroosionkestävyytensä. Lisäksi hitsausprosessin päivittäminen voi tuoda tuottavuusetuja laadusta tinkimättä.
Ruostumattoman teräksen hitsauksessa lisäainemetallin valinta on ratkaisevan tärkeää hiilipitoisuuden hallitsemiseksi. Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien hitsauksessa käytettävien lisäaineiden tulisi parantaa hitsauksen suorituskykyä ja täyttää sovellusvaatimukset.
Etsi L-merkinnällä varustettuja lisämetalleja, kuten ER308L, koska niiden hiilipitoisuus on alhaisempi, mikä auttaa ylläpitämään vähähiilisten ruostumattomien terässeosten korroosionkestävyyttä. Vähähiilisen perusmetallin hitsaus tavallisilla lisämetalleilla lisää hitsatun liitoksen hiilipitoisuutta, mikä lisää korroosioriskiä. Vältä H-merkinnällä merkittyjä lisämetalleja, koska niiden hiilipitoisuus on korkeampi ja ne on suunniteltu sovelluksiin, jotka vaativat suurempaa lujuutta korkeissa lämpötiloissa.
Ruostumatonta terästä hitsattaessa on myös tärkeää valita lisäaine, jossa on vähän alkuaineiden jälkiä (eli epäpuhtauksia). Nämä ovat lisäainemetallien valmistuksessa käytettyjen raaka-aineiden jäännösalkuaineita, kuten antimonia, arseenia, fosforia ja rikkiä. Ne voivat vaikuttaa merkittävästi materiaalin korroosionkestävyyteen.
Koska ruostumaton teräs on erittäin herkkä lämmöntuonnille, liitoksen valmistelu ja asianmukainen kokoonpano ovat avainasemassa lämmön hallinnassa materiaalin ominaisuuksien ylläpitämiseksi. Osien välisten rakojen tai epätasaisen sovituksen vuoksi polttimen on pysyttävä samassa paikassa pidempään, ja rakojen täyttämiseen tarvitaan enemmän lisäainetta. Tämä voi aiheuttaa lämmön kertymistä vaurioituneelle alueelle, mikä voi ylikuumentaa osan. Huono sovitus voi myös vaikeuttaa raon ylittämistä ja tarvittavan hitsaustunkeuman saavuttamista. Varmista, että osat sopivat ruostumattomaan teräkseen mahdollisimman täydellisesti.
Tämän materiaalin puhtaus on myös erittäin tärkeää. Hyvin pienet määrät epäpuhtauksia tai likaa hitsatuissa liitoksissa voivat aiheuttaa vikoja, jotka heikentävät lopputuotteen lujuutta ja korroosionkestävyyttä. Puhdista alusta ennen hitsausta ruostumattomasta teräksestä valmistetulla erikoisharjalla, jota ei ole käytetty hiiliteräkselle tai alumiinille.
Ruostumattomassa teräksessä herkistyminen on korroosionkestävyyden menetyksen pääasiallinen syy. Tämä voi tapahtua, kun hitsauslämpötila ja jäähdytysnopeus vaihtelevat liikaa, mikä muuttaa materiaalin mikrorakennetta.
Tämä ruostumattomasta teräksestä valmistettuun putkeen tehty ulkopinnan hitsi, joka on hitsattu GMAW-menetelmällä ja säännellyllä metallinlisäyksellä (RMD) ilman pohjapalon vastavirtahuuhtelua, on ulkonäöltään ja laadultaan samanlainen kuin vastavirtahuuhtelulla tehdyt hitsit.
Keskeinen osa ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyttä on kromioksidi. Mutta jos hitsin hiilipitoisuus on liian korkea, muodostuu kromikarbidia. Nämä sitovat kromia ja estävät halutun kromioksidin muodostumisen, mikä antaa ruostumattomalle teräkselle korroosionkestävyyden. Jos kromioksidia ei ole riittävästi, materiaalilla ei ole haluttuja ominaisuuksia ja korroosiota esiintyy.
Herkistymisen estäminen riippuu lisäainevalinnasta ja lämmöntuonnin hallinnasta. Kuten aiemmin mainittiin, on tärkeää valita vähähiilinen lisäaine ruostumattoman teräksen hitsaukseen. Hiiltä tarvitaan kuitenkin joskus lujuuden parantamiseksi tietyissä sovelluksissa. Lämmönhallinta on erityisen tärkeää silloin, kun vähähiiliset lisäaineet eivät ole vaihtoehto.
Minimoi hitsauskohdan ja lämpövaikutusalueen korkeissa lämpötiloissaoloaika – tyypillisesti 500–800 celsiusastetta (950–1 500 Fahrenheit-astetta). Mitä vähemmän aikaa juottaminen vie tällä lämpötila-alueella, sitä vähemmän lämpöä se tuottaa. Tarkista ja noudata aina palkojen välistä lämpötilaa juotosprosessin aikana.
Toinen vaihtoehto on käyttää lisäaineita, jotka on suunniteltu seosaineilla, kuten titaanilla ja niobiumilla, kromikarbidin muodostumisen estämiseksi. Koska nämä komponentit vaikuttavat myös lujuuteen ja sitkeyteen, näitä lisäaineita ei voida käyttää kaikissa sovelluksissa.
Kaasukaarihitsaus (GTAW) pohjapalkeissa on perinteinen menetelmä ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien hitsaukseen. Tämä vaatii yleensä argonin vastavirtahuuhtelun hitsauksen taustapuolen hapettumisen estämiseksi. Lankahitsausprosessien käyttö ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa putkissa on kuitenkin yhä yleisempää. Näissä sovelluksissa on tärkeää ymmärtää, miten erilaiset suojakaasut vaikuttavat materiaalin korroosionkestävyyteen.
Ruostumatonta terästä hitsattaessa kaasumetallikaarihitsauksella (GMAW) käytetään perinteisesti argonia ja hiilidioksidia, argonin ja hapen seosta tai kolmen kaasun seosta (helium, argon ja hiilidioksidi). Tyypillisesti nämä seokset sisältävät enimmäkseen argonia tai heliumia ja alle 5 % hiilidioksidia, koska hiilidioksidi lisää hiiltä hitsaussulaan ja lisää herkistymisriskiä. Puhdasta argonia ei suositella GMAW-hitsaukseen ruostumattomalle teräkselle.
Ruostumattomalle teräkselle tarkoitettu ydintäytelanka on suunniteltu käytettäväksi perinteisellä 75 % argonia ja 25 % hiilidioksidia sisältävällä seoksella. Ydinlanka sisältää ainesosia, jotka on suunniteltu estämään suojakaasun hiilen pääsyn hitsiin.
GMAW-prosessien kehittyessä ne ovat yksinkertaistaneet ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien ja johtojen hitsausta. Vaikka jotkin sovellukset saattavat edelleen vaatia GTAW-prosesseja, edistyneet lankaprosessit voivat tarjota samanlaista laatua ja korkeampaa tuottavuutta monissa ruostumattoman teräksen sovelluksissa.
GMAW RMD:llä tehdyt ruostumattomasta teräksestä tehdyt sisähitsaukset ovat laadultaan ja ulkonäöltään samanlaisia ​​kuin vastaavat ulkohitsaukset.
Modifioidulla oikosulku-GMAW-prosessilla, kuten Millerin säännellyllä metallinkasvatusmenetelmällä (RMD), tehty pohjapalko poistaa vastahuuhtelun joissakin austeniittisen ruostumattoman teräksen sovelluksissa. RMD-pohjapalon jälkeen voidaan suorittaa pulssi-GMAW- tai täytelankahitsaus täyttö- ja peitepaloilla – tämä muutos säästää aikaa ja rahaa verrattuna GTAW-menetelmän käyttöön vastahuuhtelun kanssa, erityisesti suuremmilla putkilla.
RMD käyttää tarkasti ohjattua oikosulkumetallinsiirtoa tuottaakseen rauhallisen ja vakaan valokaaren ja hitsaussulan. Tämä vähentää kylmähitsausten tai hitsausvirheiden riskiä, ​​vähentää roiskeita ja parantaa putken juuripalon laatua. Tarkasti ohjattu metallinsiirto varmistaa myös tasaisen pisarakertymän ja helpottaa hitsaussulan hallintaa ja siten lämmöntuontia ja hitsausnopeutta.
Epätavanomaiset prosessit voivat lisätä hitsauksen tuottavuutta. RMD-hitsausta käytettäessä hitsausnopeus voi olla 6–12 tuumaa/min. Koska prosessi lisää tuottavuutta ilman osien lisälämmitystä, se auttaa ylläpitämään ruostumattoman teräksen ominaisuuksia ja korroosionkestävyyttä. Prosessin pienempi lämmöntuonti auttaa myös hallitsemaan substraatin muodonmuutosta.
Tämä pulssitettu GMAW-prosessi tarjoaa lyhyemmät valokaaren pituudet, kapeammat valokaarikartiot ja pienemmän lämmöntuonnin kuin perinteinen ruiskupulssisiirto. Koska prosessi on suljetun silmukan mukainen, valokaaren ajautuminen ja kärjen ja työkappaleen välisen etäisyyden vaihtelut eliminoituvat käytännössä. Tämä helpottaa sulan hallintaa sekä paikallaan että muualla hitsattaessa. Lopuksi, pulssitetun GMAW-prosessin kytkeminen täyttö- ja pintapalolle RMD-menetelmään juuripalolle mahdollistaa hitsauksen suorittamisen yhdellä langalla ja yhdellä kaasulla, mikä eliminoi prosessinvaihtoajat.
Tube & Pipe Journalista tuli ensimmäinen metalliputkiteollisuudelle omistettu aikakauslehti vuonna 1990. Nykyään se on Pohjois-Amerikan ainoa alalle omistettu julkaisu ja siitä on tullut putkialan ammattilaisten luotetuin tiedonlähde.
Nyt täydellä pääsyllä The FABRICATORin digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.
The Tube & Pipe Journalin digitaalinen versio on nyt täysin saavutettavissa, ja se tarjoaa helpon pääsyn arvokkaisiin alan resursseihin.
Nauti täydestä pääsystä STAMPING Journalin digitaaliseen versioon, joka tarjoaa uusimmat tekniset edistysaskeleet, parhaat käytännöt ja alan uutiset metallinleimausmarkkinoille.
Nyt täydellä pääsyllä The Fabricator en Español -lehden digitaaliseen versioon, helppo pääsy arvokkaisiin alan resursseihin.