Il controflusso di argon è spesso richiesto per la saldatura di tubi e tubazioni in acciaio inossidabile con processi convenzionali come la saldatura ad arco di tungsteno con protezione di gas (GTAW) e la saldatura ad arco con metallo protetto (SMAW). Tuttavia, il costo del gas e i tempi di preparazione del processo di spurgo possono essere significativi, soprattutto con l'aumentare del diametro e della lunghezza dei tubi.
Nella saldatura dell'acciaio inossidabile serie 300, gli appaltatori possono eliminare il back-breakout nelle saldature canalari aperte passando dalla tradizionale saldatura GTAW o SMAW a un processo di saldatura avanzato, mantenendo saldature di alta qualità, mantenendo la resistenza alla corrosione del materiale e rispettando le specifiche di procedura di saldatura (WPS). ) richiede un processo di saldatura ad arco metallico a corto circuito (GMAW). Il processo GMAW a corto circuito migliorato offre inoltre ulteriori vantaggi in termini di prestazioni, efficienza e facilità d'uso, contribuendo ad aumentare i profitti.
Grazie alla loro resistenza alla corrosione e alla robustezza, le leghe di acciaio inossidabile vengono utilizzate in numerose applicazioni di tubi e condutture, tra cui petrolio e gas, prodotti petrolchimici e biocarburanti. Sebbene la saldatura GTAW sia stata tradizionalmente utilizzata in molte applicazioni in acciaio inossidabile, presenta alcuni svantaggi che possono essere risolti con una saldatura GMAW a cortocircuito migliorata.
In primo luogo, data la continua carenza di saldatori qualificati, trovare personale esperto in saldatura GTAW è una sfida continua. In secondo luogo, la saldatura GTAW non è il processo di saldatura più rapido, il che ostacola le aziende che cercano di aumentare la produttività per soddisfare le esigenze dei clienti. In terzo luogo, richiede un lungo e costoso lavaggio dei tubi in acciaio inossidabile.
Cos'è il feedback? La purga consiste nell'introduzione di gas durante il processo di saldatura per rimuovere i contaminanti e fornire supporto. La purga sul retro protegge il retro della saldatura dalla formazione di ossidi pesanti in presenza di ossigeno.
Se la parte posteriore non viene protetta durante la saldatura di un canale radicolare aperto, si possono verificare danni alla base. Questa degradazione è chiamata saccarificazione perché crea una superficie simile allo zucchero all'interno della saldatura. Per evitare sfregamenti, il saldatore inserisce un tubo del gas in un'estremità del tubo e lo tappa con una valvola di spurgo. Crea anche uno sfiato all'altra estremità del tubo. Di solito, applica del nastro adesivo attorno all'apertura del giunto. Dopo aver pulito il tubo, rimuove un pezzo di nastro adesivo attorno al giunto e inizia a saldare, ripetendo il processo di rimozione e saldatura fino al completamento del cordone radicolare.
Eliminare il gioco. La ripassatura può richiedere molto tempo e denaro, aggiungendo in alcuni casi migliaia di dollari al progetto. Passare a un processo GMAW avanzato a ciclo breve consente all'azienda di eseguire passate di radice senza controflussaggio in molte applicazioni in acciaio inossidabile. La saldatura degli acciai inossidabili della serie 300 è particolarmente indicata per questo scopo, mentre la saldatura degli acciai inossidabili duplex ad alta purezza richiede attualmente una GTAW per la passata di radice.
Mantenere l'apporto termico il più basso possibile contribuisce a preservare la resistenza alla corrosione del pezzo. Un modo per ridurre l'apporto termico è ridurre il numero di passate di saldatura. I processi GMAW a cortocircuito avanzati, come la deposizione controllata di metallo (RMD®), utilizzano un trasferimento di metallo controllato con precisione per garantire una deposizione uniforme delle gocce. Ciò semplifica il controllo del bagno di fusione da parte del saldatore, che a sua volta regola l'apporto termico e la velocità di saldatura. Un minore apporto termico consente al bagno di fusione di congelarsi più velocemente.
Grazie al trasferimento controllato del metallo e al più rapido congelamento del bagno di saldatura, quest'ultimo risulta meno turbolento e il gas di protezione fuoriesce dalla torcia GMAW in modo relativamente fluido. Ciò consente al gas di protezione di attraversare la radice esposta, espellendo l'atmosfera e prevenendo la formazione di zuccheri o l'ossidazione sul lato inferiore della saldatura. Questa copertura con gas richiede poco tempo perché i bagni di saldatura congelano molto rapidamente.
I test hanno dimostrato che il processo GMAW a cortocircuito modificato soddisfa gli standard di qualità della saldatura, mantenendo al contempo la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile della saldatura a cordone di radice GTAW.
La modifica del processo di saldatura richiede che l'azienda ricertificasse il WPS, ma tale passaggio può comportare notevoli risparmi di tempo e di costi su nuovi lavori di produzione e riparazione.
La saldatura dei canali radicolari aperti utilizzando il processo avanzato GMAW a corto circuito offre ulteriori vantaggi in termini di produttività, efficienza e formazione dei saldatori. Tra questi:
Elimina il rischio di canali caldi grazie alla possibilità di esporre più metallo in superficie per aumentare lo spessore del canale radicolare.
Eccellente resistenza agli spostamenti elevati e bassi tra le sezioni di tubo. Grazie al trasferimento fluido del metallo, questo processo può facilmente colmare fessure fino a 3⁄16 pollici.
La lunghezza dell'arco è costante indipendentemente dall'estensione dell'elettrodo, il che compensa la difficoltà degli operatori a mantenere un'estensione costante. Un bagno di saldatura più facilmente controllabile e un trasferimento uniforme del metallo possono ridurre i tempi di formazione per i nuovi saldatori.
Tempi di fermo ridotti per cambio di processo. Lo stesso filo e lo stesso gas di protezione possono essere utilizzati per i canali radicolari, di riempimento e di copertura. Il processo GMAW pulsato può essere utilizzato a condizione che i canali siano riempiti e chiusi almeno all'80% con gas di protezione argon.
Per le operazioni di controlavaggio dell'acciaio inossidabile, è importante seguire cinque suggerimenti chiave per una transizione di successo al processo GMAW a corto circuito modificato.
Pulire i tubi internamente ed esternamente per rimuovere eventuali contaminanti. Utilizzare una spazzola metallica specifica per acciaio inossidabile per pulire il retro del giunto ad almeno 2,5 cm dal bordo.
Utilizzare metallo d'apporto in acciaio inossidabile ad alto contenuto di silicio, come 316LSi o 308LSi. L'elevato contenuto di silicio favorisce la bagnatura del bagno di saldatura e agisce come disossidante.
Per risultati ottimali, utilizzare una miscela di gas di protezione specificamente formulata per il processo, ad esempio 90% di elio, 7,5% di argon e 2,5% di anidride carbonica. Un'altra opzione è 98% di argon e 2% di anidride carbonica. Il fornitore del gas di saldatura potrebbe fornire altre indicazioni.
Per risultati ottimali, utilizzare la punta conica e la punta canalare per individuare la copertura del gas. L'ugello conico con diffusore di gas integrato offre un'eccellente copertura.
Si noti che l'utilizzo di un processo GMAW a cortocircuito modificato, senza gas di back-up, genera una piccola quantità di scoria sul lato inferiore della saldatura. Questa si sfalda tipicamente con il raffreddamento della saldatura e soddisfa gli standard qualitativi per l'industria petrolifera, le centrali elettriche e la petrolchimica.
Jim Byrne è responsabile vendite e applicazioni per Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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