Við suðu á ryðfríu stáli er nauðsynlegt að velja hlífðargas til að viðhalda málmfræðilegri samsetningu þess og tengdum eðlis- og vélrænum eiginleikum. Algeng hlífðargasþættir fyrir ryðfrítt stál eru argon, helíum, súrefni, koltvísýringur, köfnunarefni og vetni (sjá mynd 1). Þessum lofttegundum er blandað saman í mismunandi hlutföllum til að henta þörfum mismunandi afhendingarmáta, vírgerða, grunnmálmblanda, æskilegrar perlulaga og hreyfihraða.
Vegna lélegrar varmaleiðni ryðfrís stáls og tiltölulega „kaldrar“ eðlis skammhlaupssuðu með málmboga (GMAW), krefst ferlið „þríblöndunar“ gass sem samanstendur af 85% til 90% helíum (He), allt að 10% argoni (Ar) og 2% til 5% koltvísýringi (CO2). Algeng þríblöndublanda inniheldur 90% He, 7-1/2% Ar og 2-1/2% CO2. Mikil jónunargeta helíums stuðlar að bogamyndun eftir skammhlaup; ásamt mikilli varmaleiðni eykur notkun He flæði bráðins polls. Ar þátturinn í Trimix veitir almenna skjöldun fyrir suðupollinn, en CO2 virkar sem hvarfgjarn þáttur til að stöðuga bogann (sjá mynd 2 fyrir hvernig mismunandi skjöldugasar hafa áhrif á suðuperluprófílinn).
Sumar þríþættar blöndur geta notað súrefni sem stöðugleikaefni, en aðrar nota He/CO2/N2 blöndu til að ná sömu áhrifum. Sumir gasdreifingaraðilar eru með sérhannaðar gasblöndur sem veita fyrirheitna kosti. Söluaðilar mæla einnig með þessum blöndum fyrir aðrar flutningsaðferðir með sömu áhrifum.
Stærsta mistök framleiðendur gera er að reyna að skammhlaupa GMAW ryðfrítt stál með sömu gasblöndu (75 Ar/25 CO2) og mjúkt stál, oftast vegna þess að þeir vilja ekki stjórna auka hólki. Þessi blanda inniheldur of mikið kolefni. Reyndar ætti allt hlífðargas sem notað er fyrir heilan vír að innihalda að hámarki 5% koltvísýring. Notkun stærra magns leiðir til málmvinnslu sem telst ekki lengur L-gæða málmblanda (L-gæða hefur kolefnisinnihald undir 0,03%). Of mikið kolefni í hlífðargasinu getur myndað krómkarbíð, sem draga úr tæringarþoli og vélrænum eiginleikum. Sót getur einnig myndast á suðuyfirborðinu.
Sem hliðarathugasemd, þegar valið er málma til að skammhlaupa GMAW fyrir 300 seríuna af grunnmálmblöndum (308, 309, 316, 347), ættu framleiðendur að velja LSi gæðaflokkinn. LSi fylliefni hafa lágt kolefnisinnihald (0,02%) og eru því sérstaklega ráðlögð þegar hætta er á millikorna tæringu. Hærra kísillinnihald bætir suðueiginleika, svo sem vætu, til að hjálpa til við að fletja út krónu suðunnar og stuðla að samruna við tána.
Framleiðendur ættu að gæta varúðar þegar þeir nota skammhlaupsflutningsferla. Ófullkomin samruni getur stafað af því að boginn slokknar, sem gerir ferlið undir pari við mikilvægar aðstæður. Í aðstæðum með miklu magni, ef efnið þolir varmainntak sitt (≥ 1/16 tommur er um það bil þynnsta efnið sem er soðið með púlsúðastillingu), verður púlsúðaflutningur betri kostur. Þar sem efnisþykkt og staðsetning suðu styðja það, er úðaflutningur með mikilli nákvæmni (GMAW) æskilegri þar sem hann veitir samræmdari samruni.
Þessar háhitasveifluaðferðir krefjast ekki He-hlífðargass. Fyrir úðasuðu á málmblöndum í 300-röð er algengt að nota 98% Ar og 2% hvarfgjörn frumefni eins og CO2 eða O2. Sumar gasblöndur geta einnig innihaldið lítið magn af N2. N2 hefur meiri jónunargetu og varmaleiðni, sem stuðlar að vætingu og gerir kleift að hraðari flutning eða bæta gegndræpi; það dregur einnig úr aflögun.
Fyrir púlsaðan úðaflutning (GMAW) gæti 100% argon verið ásættanlegur kostur. Þar sem púlsstraumurinn stöðugar bogann þarf gasið ekki alltaf virka frumefni.
Brædda laugin er hægari fyrir ferrítískt ryðfrítt stál og tvíþætt ryðfrítt stál (50/50 hlutfall ferríts og austeníts). Fyrir þessar málmblöndur mun gasblanda eins og ~70% Ar/~30% He/2% CO2 stuðla að betri vætingu og auka hreyfihraða (sjá mynd 3). Svipaðar blöndur er hægt að nota til að suða nikkelmálmblöndur, en þær valda myndun nikkeloxíða á suðuyfirborðinu (t.d. er nóg að bæta við 2% CO2 eða O2 til að auka oxíðinnihaldið, þannig að framleiðendur ættu að forðast þau eða vera tilbúnir að eyða miklum tíma í þau). Slípiefni vegna þess að þessi oxíð eru svo hörð að vírbursti fjarlægir þau venjulega ekki).
Framleiðendur nota flúxkjarna ryðfría stálvíra fyrir utanaðkomandi suðu vegna þess að gjallkerfið í þessum vírum myndar „hillu“ sem styður við suðulaugina þegar hún storknar. Vegna þess að flúxsamsetningin dregur úr áhrifum CO2 er flúxkjarna ryðfríur stálvír hannaður til notkunar með 75% Ar/25% CO2 og/eða 100% CO2 gasblöndum. Þó að flúxkjarnavír geti kostað meira á hvert pund, er vert að hafa í huga að hærri suðuhraði í öllum stöðum og útfellingarhraði geta dregið úr heildarsuðukostnaði. Að auki notar flúxkjarnavírinn hefðbundna fasta spennu jafnstraumsútgang, sem gerir grunnsuðukerfið ódýrara og minna flókið en púlsuð GMAW kerfi.
Fyrir málmblöndur í 300 og 400 seríunni er 100% Ar enn staðlað val fyrir gaswolframbogasuðu (GTAW). Við GTAW á sumum nikkelmálmblöndum, sérstaklega í vélrænum ferlum, má bæta við litlu magni af vetni (allt að 5%) til að auka hraða suðu (athugið að ólíkt kolefnisstáli eru nikkelmálmblöndur ekki viðkvæmar fyrir vetnissprungum).
Til að suða ofur-tvíhliða og ofur-tvíhliða ryðfrítt stál eru 98% Ar/2% N2 og 98% Ar/3% N2 góður kostur, talið í sömu röð. Einnig er hægt að bæta við helíum til að bæta vætuþol um 30%. Þegar ofur-tvíhliða eða ofur-tvíhliða ryðfrítt stál er suða er markmiðið að framleiða samskeyti með jafnvægðri örbyggingu sem inniheldur um það bil 50% ferrít og 50% austenít. Vegna þess að myndun örbyggingarinnar er háð kælingarhraða og vegna þess að TIG-suðulaugin kólnar hratt, verður umfram ferrít eftir þegar 100% Ar er notað. Þegar gasblanda sem inniheldur N2 er notuð hrærist N2 í bráðna lauginni og stuðlar að austenítmyndun.
Ryðfrítt stál þarf að vernda báðar hliðar samskeytisins til að framleiða fullkomna suðu með hámarks tæringarþol. Ef bakhliðin er ekki vernduð getur það leitt til „sykrumyndunar“ eða mikillar oxunar sem getur leitt til lóðbilunar.
Þéttar tengingar með stöðugri framúrskarandi passun eða þéttri lokun að aftanverðu þarfnast hugsanlega ekki stuðningsgass. Hér er aðalatriðið að koma í veg fyrir óhóflega mislitun á hitasvæðinu vegna oxíðsuppsöfnunar, sem þarf síðan að fjarlægja vélrænt. Tæknilega séð, ef hitastig bakhliðarinnar fer yfir 500 gráður Fahrenheit, þarf hlífðargas. Hins vegar er íhaldssamari nálgun að nota 300 gráður Fahrenheit sem þröskuld. Helst ætti bakhliðin að vera undir 30 ppm O2. Undantekningin er ef bakhlið suðunnar verður gúmmuð, slípuð og suðað til að ná fullri suðingu.
Tvær valkostalausar stoðgas eru N2 (ódýrasta) og Ar (dýrasta). Fyrir litlar samsetningar eða þegar Ar-uppsprettur eru auðfáanlegar getur verið þægilegra að nota þessa gas og það virði ekki N2-sparnaðinn. Hægt er að bæta við allt að 5% vetni til að draga úr oxun. Ýmsir valkostir eru í boði, en heimagerðir stoðir og hreinsunarstíflur eru algengar.
Viðbót 10,5% eða meira af krómi gefur ryðfríu stáli ryðfríu eiginleika sína. Til að viðhalda þessum eiginleikum þarf góða tækni við val á réttu suðuhlífðargasi og verndun bakhliðar samskeytisins. Ryðfrítt stál er dýrt og það eru góðar ástæður til að nota það. Það er enginn tilgangur að reyna að spara þegar kemur að því að velja hlífðargas eða fylliefni fyrir þetta. Þess vegna er alltaf skynsamlegt að vinna með reyndum gasdreifingaraðila og sérfræðingi í fylliefnum þegar gas og fylliefni eru valin fyrir suðu úr ryðfríu stáli.
Fylgstu með nýjustu fréttum, viðburðum og tækni um alla málma með tveggja mánaða fréttabréfum okkar sem eru eingöngu skrifuð fyrir kanadíska framleiðendur!
Nú með fullum aðgangi að stafrænni útgáfu af Canadian Metalworking, auðveldan aðgang að verðmætum iðnaðarauðlindum.
Nú með fullum aðgangi að stafrænni útgáfu af Made in Canada and Welding, auðveldum aðgangi að verðmætum auðlindum fyrir greinina.