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 tlakom i petrokemijsku industriju. Međutim, ovaj materijal ne rasipa toplinu poput mekog čelika ili aluminija, a nepravilno zavarivanje može smanjiti njegovu otpornost na koroziju. Prevelika primjena topline i korištenje pogrešnog dodatnog metala dva su krivca.
Slijeđenje 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 produktivnosti bez ugrožavanja kvalitete.
Kod zavarivanja nehrđajućeg čelika, odabir dodatnog materijala ključan je za kontrolu sadržaja ugljika. Dodatni materijali koji se koriste za zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika trebali bi poboljšati performanse zavara i zadovoljiti zahtjeve primjene.
Potražite 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 udjelom elemenata u tragovima (također poznatih kao nečistoće). To su rezidualni elementi u sirovinama koje se koriste za izradu dodatnih metala, uključujući antimon, arsen, fosfor i sumpor. Oni mogu uvelike 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 dulje ostati na jednom mjestu i potrebno je više dodatnog metala za popunjavanje tih praznina. To može uzrokovati nakupljanje topline na zahvaćenom području, što može pregrijati dio. Loše prianjanje također može otežati premošćivanje praznine i postizanje potrebnog prodiranja zavara. Pazite da dijelovi što je moguće savršenije pristaju u nehrđajući čelik.
Čistoća ovog materijala također je vrlo važna. Vrlo male količine onečišćenja ili prljavštine u zavarenim spojevima mogu uzrokovati nedostatke koji smanjuju čvrstoću i otpornost na koroziju konačnog proizvoda. Za čišćenje podloge prije zavarivanja upotrijebite posebnu četku od nehrđajućeg čelika koja nije korištena na ugljičnom čeliku ili aluminiju.
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 izgledom i kvalitetom zavarima napravljenim GTAW-om s povratnim ispiranjem.
Ključni dio otpornosti nehrđajućeg čelika na koroziju je kromov oksid. No, ako je sadržaj ugljika u zavaru previsok, stvorit će se kromov karbid. On veže krom i sprječava 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.
Sprječavanje 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 za osiguravanje čvrstoće za određene primjene. Kontrola topline posebno je važna kada dodatni materijali s niskim udjelom ugljika nisu opcija.
Minimizirajte vrijeme tijekom kojeg zavar i zona utjecaja topline ostaju na povišenim temperaturama - obično se smatra da se radi o rasponu od 500 do 800 stupnjeva Celzija (950 do 1500 stupnjeva Fahrenheita). Što se manje vremena lemljenje provodi u ovom rasponu, to se manje topline stvara. Uvijek provjeravajte i promatrajte međuslojnu temperaturu u postupku lemljenja.
Druga mogućnost je korištenje dodatnih metala dizajniranih s legirajućim komponentama poput titana i niobija kako bi se spriječilo stvaranje kromovog karbida. Budući da ove komponente također utječu na čvrstoću i žilavost, ovi dodatni metali ne mogu se koristiti u svim primjenama.
Zavarivanje korijenskog prolaza plinom volframovim elektrolučnim plinom (GTAW) tradicionalna je metoda zavarivanja cijevi od nehrđajućeg čelika. To obično zahtijeva propuhivanje argona kako bi se spriječila oksidacija na stražnjoj strani zavara. Međutim, korištenje postupaka zavarivanja žicom u cijevima od nehrđajućeg čelika postaje sve češća upotreba. U tim 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, smjesa argona i kisika ili smjesa triju plinova (helij, argon i ugljikov dioksid). Obično ove smjese 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 smjesom od 75% argona i 25% ugljikovog dioksida. Fluks sadrži sastojke osmišljene za sprječavanje kontaminacije zavara ugljikom iz zaštitnog plina.
Kako su se GMAW postupci razvijali, pojednostavili su zavarivanje cijevi od nehrđajućeg čelika. Iako neke primjene i dalje mogu zahtijevati GTAW postupke, napredni postupci zavarivanja žicom mogu pružiti sličnu kvalitetu i veću produktivnost u mnogim primjenama nehrđajućeg čelika.
Zavareni unutarnji promjeri nehrđajućeg čelika izrađeni GMAW RMD-om slični su po kvaliteti i izgledu odgovarajućim zavarenim vanjskim promjerima.
Korijenski prolaz korištenjem modificiranog kratkospojnog GMAW postupka kao što je Millerovo regulirano taloženje metala (RMD) eliminira pročišćavanje u nekim primjenama 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 postupka 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 taloženje kapljica i lakšu kontrolu zavarivačke kupke, a time i unos topline i brzinu zavarivanja.
Nekonvencionalni postupci mogu povećati produktivnost zavarivanja. Pri korištenju RMD-a, brzina zavarivanja može biti od 15 do 30 cm/min. Budući da postupak povećava produktivnost bez dodatnog zagrijavanja dijelova, pomaže u održavanju svojstava i otpornosti nehrđajućeg čelika na koroziju. Smanjeni unos topline u postupak također pomaže u kontroli deformacije podloge.
Ovaj pulsirajući GMAW postupak omogućuje kraće duljine luka, uže konuse luka i manji unos topline od konvencionalnog prijenosa pulsa raspršivanja. Budući da je postupak zatvorene petlje, pomicanje luka i varijacije udaljenosti od vrha do obratka praktički su eliminirane. To omogućuje lakšu kontrolu lokve za zavarivanje na mjestu i izvan mjesta. Konačno, spajanje pulsirajućeg GMAW-a za zavarivanje ispune i pokrova s ​​RMD-om za korijenski zavar omogućuje izvođenje postupka zavarivanja pomoću jedne žice i jednog plina, čime se eliminiraju vremena 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, omogućujući 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.