D'Schweißen vun Edelstol erfuerdert d'Auswiel vu Schutzgas fir seng metallurgesch Zesummesetzung an déi domat verbonne physikalesch a mechanesch Eegeschaften ze erhalen. Allgemeng Schutzgaselementer fir Edelstol sinn Argon, Helium, Sauerstoff, Kuelendioxid, Stéckstoff a Waasserstoff (kuckt Figur 1). Dës Gase ginn a verschiddene Verhältnisser kombinéiert fir den Ufuerderunge vun de verschiddene Liwwermethoden, Drottypen, Basislegierungen, gewënschte Perleprofil a Bewegungsgeschwindegkeet gerecht ze ginn.
Wéinst der schlechter Wärmeleitfäegkeet vu Stol an dem relativ "kalte" Charakter vum Kuerzschluss-Transfergas-Metallbogenschweißen (GMAW) erfuerdert de Prozess en "Tri-Mix"-Gas, dat aus 85% bis 90% Helium (He), bis zu 10% Argon (Ar) an 2% bis 5% Kuelendioxid (CO2) besteet. Eng üblech Triblend-Mëschung enthält 90% He, 7-1/2% Ar an 2-1/2% CO2. Dat héicht Ioniséierungspotenzial vum Helium fördert d'Bogenbildung no engem Kuerzschluss; zesumme mat senger héijer Wärmeleitfäegkeet erhéicht d'Benotzung vun He d'Flëssegkeet vum Schmelzbad. D'Ar-Komponent vum Trimix suergt fir eng allgemeng Ofschiermung vum Schweißbad, während CO2 als reaktiv Komponent wierkt fir de Bou ze stabiliséieren (kuckt Figur 2 fir wéi verschidde Schutzgaser de Schweessperleprofil beaflossen).
Verschidde ternär Mëschunge kënnen Sauerstoff als Stabilisator benotzen, anerer eng He/CO2/N2 Mëschung benotzen fir deeselwechten Effekt z'erreechen. Verschidde Gasdistributeuren hunn proprietär Gasmëschungen, déi déi versprach Virdeeler bidden. Händler empfeelen dës Mëschunge och fir aner Transmissiounsmodi mam selwechten Effekt.
Dee gréisste Feeler, deen Hiersteller maachen, ass de Versuch, GMAW-Edelstahl mat dem selwechte Gasmëschung (75 Ar/25 CO2) wéi mëllen Stol ze kuerzschléissen, normalerweis well se keen zousätzleche Zylinder verwalten wëllen. Dës Mëschung enthält ze vill Kuelestoff. Tatsächlech soll all Schutzgas, dat fir massiv Drot benotzt gëtt, maximal 5% Kuelendioxid enthalen. D'Benotzung vu gréissere Quantitéiten resultéiert an enger Metallurgie, déi net méi als L-Legierung ugesi gëtt (L-Legierung huet e Kuelestoffgehalt ënner 0,03%). Iwwerschësseg Kuelestoff am Schutzgas kann Chromkarbide bilden, déi d'Korrosiounsbeständegkeet an d'mechanesch Eegeschafte reduzéieren. Rous kann och op der Schweessuewerfläch optrieden.
Als Niewenbemerkung, wann d'Produzenten Metaller fir d'Kuerzschnittung vum GMAW fir d'Basislegierungen vun der Serie 300 (308, 309, 316, 347) auswielen, sollten si d'LSi-Grondqualitéit auswielen. LSi-Füllstoffer hunn en niddrege Kuelestoffgehalt (0,02%) a gi dofir besonnesch recommandéiert, wann et e Risiko vun interkristalliner Korrosioun gëtt. En héije Siliziumgehalt verbessert d'Schweißeigenschaften, wéi z. B. d'Befeuchtung, fir d'Kroun vun der Schweißnaht ofzeflaachen an d'Schmelzung um Zéi ze förderen.
Hiersteller sollten virsiichteg sinn, wa se Kuerzschluss-Transferprozesser benotzen. Eng onvollstänneg Schmelzung kann duerch Läschung vum Bou entstoen, wouduerch de Prozess fir kritesch Uwendungen ënner dem Standard ass. A Situatiounen mat héijem Volumen, wann d'Material seng Hëtztinput hale kann (≥ 1/16 Zoll ass ongeféier dat dënnst Material, dat mam Pulssprëtzmodus geschweesst gëtt), ass en Pulssprëtztransfer eng besser Wiel. Wa Materialdicke an d'Schweißplaz et ënnerstëtzen, gëtt e Sprëtztransfer (GMAW) bevorzugt, well en eng méi konsequent Schmelzung garantéiert.
Dës héich Wärmetransfermodi erfuerderen kee Schutzgas mat He. Fir Sprëtztransferschweißen vun Legierungen aus der Serie 300 ass eng üblech Wiel 98% Ar an 2% reaktiv Elementer wéi CO2 oder O2. Verschidde Gasmëschunge kënnen och kleng Quantitéiten un N2 enthalen. N2 huet e méi héicht Ioniséierungspotenzial a Wärmeleitfäegkeet, wat d'Befeuchtung fördert an eng méi séier Bewegung oder eng verbessert Permeabilitéit erméiglecht; et reduzéiert och d'Verzerrung.
Fir gepulste Sprëtztransfer (GMAW) kann 100% Ar eng akzeptabel Wiel sinn. Well de gepulste Stroum de Bou stabiliséiert, brauch de Gas net ëmmer aktiv Elementer.
De geschmollte Pool ass méi lues fir ferritesch Edelstahl a Duplex-Edelstahl (50/50 Verhältnis vu Ferrit zu Austenit). Fir dës Legierungen fördert e Gasmëschung wéi ~70% Ar/~30% He/2% CO2 eng besser Befeuchtung an erhéicht d'Beweegungsgeschwindegkeet (kuckt Figur 3). Ähnlech Mëschunge kënne benotzt ginn fir Nickellegierungen ze schweessen, awer verursaachen d'Bildung vu Nickeloxiden op der Schweessuewerfläch (z.B. ass d'Zousätz vun 2% CO2 oder O2 genuch fir den Oxidgehalt ze erhéijen, dofir sollten d'Hiersteller se vermeiden oder bereet sinn, vill Zäit domat ze verbréngen). Abrasiv, well dës Oxiden sou haart sinn, datt eng Drotbürscht se normalerweis net ewechhuele kann).
Hiersteller benotze Fluxkär-Edelstahldrot fir Out-of-Situ-Schweißen, well de Schlaksystem an dësen Drot e "Regal" bitt, deen de Schweessbad ënnerstëtzt, wann en erstarrt. Well d'Fluxzesummesetzung d'Auswierkunge vum CO2 reduzéiert, ass Fluxkär-Edelstahldrot fir d'Benotzung mat 75% Ar/25% CO2 an/oder 100% CO2 Gasmëschungen entwéckelt. Wärend Fluxkär-Drot méi pro Pond kaschte kann, ass et derwäert ze bemierken, datt méi héich All-Positioun-Schweißgeschwindegkeeten an Oflagerungsraten d'Gesamtschweißkäschte reduzéiere kënnen. Zousätzlech benotzt de Fluxkär-Drot eng konventionell Konstantspannungs-DC-Ausgang, wouduerch de Basis-Schweißsystem manner deier a manner komplex ass wéi gepulst GMAW-Systemer.
Fir Legierungen aus der Serie 300 an 400 bleift 100% Ar déi Standardwiel fir Gaswolfram-Bougeschweissen (GTAW). Wärend dem GTAW vu verschiddenen Nickellegierungen, besonnesch bei mechaniséierte Prozesser, kënne kleng Quantitéiten u Waasserstoff (bis zu 5%) bäigefüügt ginn, fir d'Beweegungsgeschwindegkeet ze erhéijen (bemierkt datt Nickellegierungen am Géigesaz zu Kuelestol net ufälleg fir Waasserstoffrëss sinn).
Fir d'Schweißen vu Superduplex- a Superduplex-Edelstahl sinn 98% Ar/2% N2 respektiv 98% Ar/3% N2 eng gutt Wiel. Helium kann och bäigefüügt ginn, fir d'Naassbarkeet ëm ongeféier 30% ze verbesseren. Beim Schweesse vu Superduplex- oder Superduplex-Edelstahl ass d'Zil, eng Verbindung mat enger ausgeglachener Mikrostruktur vun ongeféier 50% Ferrit an 50% Austenit ze produzéieren. Well d'Bildung vun der Mikrostruktur vun der Ofkillungsgeschwindegkeet ofhänkt, a well den TIG-Schweißbad séier ofkillt, bleift iwwerschësseg Ferrit iwwreg, wann 100% Ar benotzt gëtt. Wann e Gasmëschung mat N2 benotzt gëtt, réiert den N2 sech an de Schmelzbad an fördert d'Austenitbildung.
Edelstol muss béid Säite vun der Verbindung schützen, fir eng fäerdeg Schweißnaht mat maximaler Korrosiounsbeständegkeet ze produzéieren. Wann d'Récksäit net geschützt gëtt, kann et zu enger "Saccharifikatioun" oder extensiver Oxidatioun féieren, déi zu engem Lätversagen féiere kann.
Eng fest Schlauchfittings mat enger konsequent exzellenter Passform oder enger fester Ofgrenzung um Réck vum Fitting brauchen eventuell kee Stützgas. Hei ass d'Haaptproblem, eng exzessiv Verfärbung vun der hëtzebetroffener Zon duerch Oxidopbau ze vermeiden, déi dann mechanesch ewechgeholl muss ginn. Technesch gesinn ass e Schutzgas noutwendeg, wann d'Temperatur op der Récksäit iwwer 500 Grad Fahrenheit geet. Eng méi konservativ Approche ass awer, 300 Grad Fahrenheit als Schwell ze benotzen. Am Idealfall soll d'Récksäit ënner 30 PPM O2 sinn. D'Ausnam ass, wann d'Récksäit vun der Schweess erausgegoss, geschliffen a geschweesst gëtt, fir eng voll Duerchdréngungsschweess z'erreechen.
Déi zwee bevorzugt Ënnerstëtzungsgase sinn N2 (am bëllegsten) an Ar (méi deier). Fir kleng Baugruppen oder wann Ar-Quellen einfach verfügbar sinn, kann et méi praktesch sinn, dëst Gas ze benotzen an d'N2-Spuermoossnamen net wäert sinn. Bis zu 5% Waasserstoff kënnen derbäigesat ginn, fir d'Oxidatioun ze reduzéieren. Eng Vielfalt vu kommerziellen Optiounen sinn verfügbar, awer hausgemaachte Ënnerstëtzungen a Reinigungsdamm sinn heefeg.
Den Zousaz vun 10,5% oder méi Chrom gëtt Edelstol seng Edelstahl-Eegeschaften. Fir dës Eegeschaften z'erhalen, ass eng gutt Technik noutwendeg bei der Auswiel vum richtege Schutzgas fir de Schweess an dem Schutz vun der Récksäit vun der Verbindung. Edelstol ass deier, an et gëtt gutt Grënn, en ze benotzen. Et mécht kee Sënn, ze probéieren, Ecken ofzeschneiden, wann et ëm Schutzgas oder d'Auswiel vu Fëllmaterialien geet. Dofir mécht et ëmmer Sënn, mat engem kompetente Gasdistributeur a Fëllmaterial-Spezialist zesummenzeschaffen, wann Dir e Gas an e Fëllmaterial fir d'Schweess vun Edelstol auswielt.
Bleift um Lafenden iwwer déi lescht Neiegkeeten, Eventer an Technologie zu all Metaller mat eisen zwee monatlechen Newsletteren, déi exklusiv fir kanadesch Hiersteller geschriwwe ginn!
Elo mat vollem Zougang zu der digitaler Editioun vu Canadian Metalworking, einfachem Zougang zu wäertvollen Industrieressourcen.
Elo mat vollem Zougang zu der digitaler Editioun vu Made in Canada a Welding, einfachem Zougang zu wäertvollen Industrieressourcen.