Nerūdijančio plieno suvirinimui reikia parinkti apsaugines dujas, kurios išlaikytų jo metalurginę sudėtį ir susijusias fizines bei mechanines savybes. Įprasti nerūdijančio plieno apsauginių dujų elementai yra argonas, helis, deguonis, anglies dioksidas, azotas ir vandenilis (žr. 1 pav.). Šios dujos sumaišomos skirtingais santykiais, kad atitiktų skirtingų tiekimo būdų, vielos tipų, bazinių lydinių, norimo vielos profilio ir suvirinimo greičio poreikius.
Dėl prasto nerūdijančio plieno šilumos laidumo ir santykinai „šalto“ trumpojo jungimo dujų suvirinimo (GMAW) pobūdžio procesui reikalingos „trijų mišinių“ dujos, kurias sudaro 85–90 % helio (He), iki 10 % argono (Ar) ir 2–5 % anglies dioksido (CO2). Įprastame trijų mišinių mišinyje yra 90 % He, 7,5 % Ar ir 2,5 % CO2. Didelis helio jonizacijos potencialas skatina lanko susidarymą po trumpojo jungimo; kartu su dideliu šilumos laidumu He naudojimas padidina išlydyto metalo takumą. „Trimix“ Ar komponentas suteikia bendrą suvirinimo siūlės apsaugą, o CO2 veikia kaip reaktyvusis komponentas, stabilizuojantis lanką (žr. 2 paveikslą, kaip skirtingos apsauginės dujos veikia suvirinimo siūlės profilį).
Kai kuriuose trinariuose mišiniuose kaip stabilizatorius gali būti naudojamas deguonis, o kituose tam pačiam efektui pasiekti naudojamas He/CO2/N2 mišinys. Kai kurie dujų tiekėjai turi patentuotus dujų mišinius, kurie suteikia žadėtą ​​naudą. Pardavėjai taip pat rekomenduoja šiuos mišinius kitiems perdavimo režimams, turintiems tą patį poveikį.
Didžiausia gamintojų daroma klaida – bandymas trumpai sujungti GMAW nerūdijantį plieną tuo pačiu dujų mišiniu (75 Ar/25 CO2) kaip ir minkštą plieną, dažniausiai todėl, kad jie nenori naudoti papildomo cilindro. Šiame mišinyje yra per daug anglies. Tiesą sakant, bet kokiose apsauginėse dujose, naudojamose kietajai vielai, anglies dioksido kiekis turėtų būti ne didesnis kaip 5 %. Naudojant didesnius kiekius, gaunamas metalas, kuris nebelaikomas L klasės lydiniu (L klasės anglies kiekis yra mažesnis nei 0,03 %). Per didelis anglies kiekis apsauginėse dujose gali sudaryti chromo karbidus, kurie sumažina atsparumą korozijai ir mechanines savybes. Ant suvirinimo paviršiaus taip pat gali atsirasti suodžių.
Beje, renkantis metalus trumpinimo GMAW metodui 300 serijos baziniams lydiniams (308, 309, 316, 347), gamintojai turėtų rinktis LSi klasę. LSi užpilduose yra mažai anglies (0,02 %), todėl jie ypač rekomenduojami, kai yra tarpkristalinės korozijos rizika. Didesnis silicio kiekis pagerina suvirinimo savybes, pvz., drėkinimą, padeda suplokštinti suvirinimo viršūnę ir skatina lydymąsi prie suvirinimo piršto.
Gamintojai turėtų būti atsargūs naudodami trumpojo jungimo perdavimo procesus. Dėl lanko užgesimo gali būti nepilnas sulydymas, todėl procesas gali būti netinkamas kritinėms reikmėms. Didelio kiekio gamybos atveju, jei medžiaga gali atlaikyti savo šilumos tiekimą (≥ 1/16 colio yra maždaug ploniausia medžiaga, suvirinama impulsinio purškimo režimu), geresnis pasirinkimas bus impulsinis purškiamas perkėlimas. Jei medžiagos storis ir suvirinimo vieta tai leidžia, pirmenybė teikiama purškiamam GMAW, nes jis užtikrina tolygesnį sulydymą.
Šiems didelio šilumos perdavimo režimams nereikia He apsauginių dujų. 300 serijos lydinių suvirinimui purškiant, dažniausiai pasirenkama 98 % Ar ir 2 % reaktyviųjų elementų, tokių kaip CO2 arba O2. Kai kuriuose dujų mišiniuose taip pat gali būti nedidelis kiekis N2. N2 turi didesnį jonizacijos potencialą ir šilumos laidumą, o tai skatina drėkinimą ir leidžia greičiau judėti arba pagerinti pralaidumą; jis taip pat sumažina deformaciją.
Impulsinio purškimo pernešimo GMAW metodui 100 % Ar gali būti priimtinas pasirinkimas. Kadangi impulsinė srovė stabilizuoja lanką, dujoms ne visada reikia aktyviųjų elementų.
Feritinių ir dupleksinių nerūdijančiųjų plienų (ferito ir austenito santykis 50/50) išlydyto metalo vonelė virsta lėčiau. Šiems lydiniams geriau sudrėkinti ir padidinti virinimo greitį galima naudojant dujų mišinį, pvz., ~70 % Ar / ~30 % He / 2 % CO2 (žr. 3 pav.). Panašūs mišiniai gali būti naudojami nikelio lydiniams suvirinti, tačiau suvirinimo paviršiuje susidarys nikelio oksidai (pvz., 2 % CO2 arba O2 pridėjimas padidina oksido kiekį, todėl gamintojai turėtų jų vengti arba būti pasiruošę skirti jiems daug laiko). Abrazyvai yra abrazyviniai, nes šie oksidai yra tokie kieti, kad vielinis šepetys jų paprastai nepašalins.
Gamintojai naudoja nerūdijančio plieno vielas su fliuso užpildu suvirinimui vietoje, nes šių vielų šlako sistema sudaro „lentyną“, kuri palaiko suvirinimo vonelę jai stingstant. Kadangi fliuso sudėtis mažina CO2 poveikį, nerūdijančio plieno viela su fliuso užpildu yra skirta naudoti su 75 % Ar / 25 % CO2 ir (arba) 100 % CO2 dujų mišiniais. Nors viela su fliuso užpildu gali kainuoti daugiau už svarą, verta paminėti, kad didesnis suvirinimo greitis ir nusodinimo greitis visose padėtyse gali sumažinti bendras suvirinimo išlaidas. Be to, viela su fliuso užpildu naudoja įprastą pastovios įtampos nuolatinės srovės išvestį, todėl pagrindinė suvirinimo sistema yra pigesnė ir mažiau sudėtinga nei impulsinės GMAW sistemos.
300 ir 400 serijos lydiniams 100 % Ar išlieka standartiniu pasirinkimu volframo elektrodo suvirinimui dujiniu būdu (GTAW). Kai kurių nikelio lydinių, ypač mechanizuotų procesų metu, GTAW metu gali būti įpilama nedidelis kiekis vandenilio (iki 5 %), kad padidėtų judėjimo greitis (atkreipkite dėmesį, kad skirtingai nei angliniai plienai, nikelio lydiniai nėra linkę į vandenilio įtrūkimus).
Superdupleksinio ir superdupleksinio nerūdijančio plieno suvirinimui tinka atitinkamai 98 % Ar / 2 % N2 ir 98 % Ar / 3 % N2 mišiniai. Taip pat galima pridėti helio, kad drėkinamumas pagerėtų maždaug 30 %. Suvirinant superdupleksinį arba superdupleksinį nerūdijantį plieną, siekiama sukurti jungtį su subalansuota maždaug 50 % ferito ir 50 % austenito mikrostruktūra. Kadangi mikrostruktūros susidarymas priklauso nuo aušinimo greičio ir kadangi TIG suvirinimo vonelė greitai atvėsta, naudojant 100 % Ar lieka ferito perteklius. Kai naudojamas dujų mišinys, kuriame yra N2, N2 įsimaišo į išlydytą vonelę ir skatina austenito susidarymą.
Nerūdijantis plienas turi apsaugoti abi jungties puses, kad būtų gautas galutinis suvirinimas su maksimaliu atsparumu korozijai. Nesugebėjimas apsaugoti galinės pusės gali sukelti „sacharifikaciją“ arba didelę oksidaciją, dėl kurios gali sugesti litavimas.
Sandariai pritvirtintoms jungtims, kurios nuolat puikiai priglunda arba sandariai apgaubia jungties galą, gali nereikėti pagalbinių dujų. Šiuo atveju pagrindinis uždavinys yra užkirsti kelią per dideliam karščio paveiktos zonos spalvos pakitimui dėl oksido kaupimosi, kurį vėliau reikia pašalinti mechaniškai. Techniškai, jei galinės pusės temperatūra viršija 500 laipsnių pagal Farenheitą, reikalingos apsauginės dujos. Tačiau konservatyvesnis metodas yra naudoti 300 laipsnių pagal Farenheitą kaip ribą. Idealiu atveju, atramos O2 kiekis turėtų būti mažesnis nei 30 PPM. Išimtis taikoma, jei suvirinimo siūlės galas bus iškaltas, šlifuotas ir suvirintas, kad būtų pasiektas visiškas įsiskverbimas.
Dvi pasirinktos pagalbinės dujos yra N2 (pigiausios) ir Ar (brangesnės). Mažiems agregatams arba kai lengvai prieinami Ar šaltiniai, gali būti patogiau naudoti šias dujas ir neverta taupyti N2. Norint sumažinti oksidaciją, galima pridėti iki 5 % vandenilio. Yra įvairių komercinių variantų, tačiau dažnai naudojamos savadarbės pagalbinės dujos ir valymo užtvankos.
Nerūdijančiam plienui būdingas nerūdijančio plieno savybes suteikia 10,5 % ar daugiau chromo. Norint išlaikyti šias savybes, reikia gerai pasirinkti tinkamas suvirinimo apsaugines dujas ir apsaugoti jungties galinę pusę. Nerūdijantis plienas yra brangus, ir yra svarių priežasčių jį naudoti. Nėra prasmės taupyti renkantis apsaugines dujas ar papildomus metalus. Todėl renkantis dujas ir papildomą metalą nerūdijančio plieno suvirinimui visada prasminga bendradarbiauti su patyrusiu dujų platintoju ir papildomų metalų specialistu.
Sekite naujausias žinias, įvykius ir technologijas, susijusias su visais metalais, mūsų dviejuose mėnesiniuose naujienlaiškiuose, kurie rašomi išskirtinai Kanados gamintojams!
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „Canadian Metalworking“ leidimo, lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „Made in Canada“ ir „Welding“ leidimo, lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.