Brzmi to zbyt pięknie, aby było prawdziwe, więc w czym problem? Spawanie jest zazwyczaj wymagane do wytworzenia niemal wszystkiego z ponad 150 rodzajów stali nierdzewnej. Spawanie stali nierdzewnej to złożone zadanie. Niektóre z tych kwestii obejmują obecność tlenku chromu, sposób kontrolowania ciepła dopływowego, wybór metody spawania, sposób postępowania z chromem sześciowartościowym i jak to zrobić poprawnie.
Pomimo trudności związanych ze spawaniem i wykańczaniem tego materiału, stal nierdzewna pozostaje popularną, a czasem jedyną opcją dla wielu branż. Wiedza o tym, jak bezpiecznie jej używać i kiedy stosować poszczególne procesy spawania, ma kluczowe znaczenie dla udanego spawania. To może być klucz do udanej kariery.
Dlaczego spawanie stali nierdzewnej jest tak trudnym zadaniem? Odpowiedź zaczyna się od sposobu jej powstania. Stal miękka, znana również jako stal miękka, jest mieszana z co najmniej 10,5% chromu, aby uzyskać stal nierdzewną. Dodany chrom tworzy warstwę tlenku chromu na powierzchni stali, co zapobiega większości rodzajów korozji i rdzy. Producenci dodają do stali różne ilości chromu i innych pierwiastków, aby zmienić jakość produktu końcowego, a następnie stosują trzycyfrowy system klasyfikacji do rozróżniania gatunków.
Do powszechnie stosowanych stali nierdzewnych należą 304 i 316. Najtańsza z nich to 304, która zawiera 18% chromu i 8% niklu i jest wykorzystywana we wszystkich materiałach, od elementów wykończenia samochodów po urządzenia kuchenne. Stal nierdzewna 316 zawiera mniej chromu (16%) i więcej niklu (10%), ale zawiera również 2% molibdenu. Ten związek zapewnia stali nierdzewnej 316 dodatkową odporność na chlorki i roztwory chloru, co czyni ją najlepszym wyborem do środowisk morskich oraz przemysłu chemicznego i farmaceutycznego.
Warstwa tlenku chromu może zapewnić jakość stali nierdzewnej, ale to właśnie ona denerwuje spawaczy. Ta użyteczna bariera zwiększa napięcie powierzchniowe metalu, spowalniając tworzenie się ciekłego jeziorka spawalniczego. Częstym błędem jest zwiększanie ilości ciepła doprowadzonego, ponieważ większa ilość ciepła zwiększa płynność jeziorka spawalniczego. Może to jednak niekorzystnie wpłynąć na stal nierdzewną. Zbyt duża ilość ciepła może powodować dalsze utlenianie i odkształcanie lub przepalanie się metalu bazowego. W połączeniu z blachą używaną w dużych gałęziach przemysłu, takich jak spawalnictwo układów wydechowych w motoryzacji, staje się to priorytetem.
Ciepło całkowicie niszczy odporność stali nierdzewnej na korozję. Zbyt duża ilość ciepła powoduje, że spoina lub otaczająca ją strefa wpływu ciepła (HAZ) nabierają opalizującego koloru. Utleniona stal nierdzewna tworzy niesamowite kolory, od jasnozłotego po ciemnoniebieski i fioletowy. Kolory te stanowią ładną ilustrację, ale mogą wskazywać na spoiny, które mogą nie spełniać niektórych wymagań spawalniczych. Najbardziej rygorystyczne normy nie tolerują barwienia spoin.
Powszechnie przyjmuje się, że spawanie łukowe elektrodą wolframową w osłonie gazowej (GTAW) najlepiej nadaje się do stali nierdzewnej. Historycznie rzecz biorąc, było to prawdą w ogólnym sensie. Nadal jest to prawdą, gdy staramy się wprowadzić te wyraziste kolory do artystycznego tkania, aby spełnić najwyższe standardy jakości w branżach takich jak energetyka jądrowa i lotnictwo. Jednak nowoczesna technologia spawania inwertorowego sprawiła, że ​​spawanie łukowe elektrodą wolframową w osłonie gazowej (GMAW) stało się standardem w produkcji stali nierdzewnej, a nie tylko w systemach zautomatyzowanych lub zrobotyzowanych.
Ponieważ GMAW to półautomatyczny proces podawania drutu, zapewnia wysoką wydajność stapiania, co pomaga zmniejszyć ilość wprowadzanego ciepła. Niektórzy specjaliści twierdzą, że jest łatwiejszy w obsłudze niż GTAW, ponieważ w mniejszym stopniu zależy od umiejętności spawacza, a w większym od umiejętności źródła zasilania. To dyskusyjna kwestia, ale większość nowoczesnych zasilaczy GMAW wykorzystuje wstępnie zaprogramowane linie synergiczne. Programy te służą do ustawiania parametrów, takich jak prąd i napięcie, w zależności od materiału dodatkowego wprowadzonego przez użytkownika, grubości materiału, rodzaju gazu i średnicy drutu.
Niektóre inwertery mogą regulować łuk w trakcie całego procesu spawania, aby zapewnić stały, precyzyjny łuk, kontrolować odstępy między elementami i utrzymywać wysokie prędkości posuwu, spełniając standardy produkcji i jakości. Dotyczy to szczególnie spawania zautomatyzowanego lub zrobotyzowanego, ale ma również zastosowanie do spawania ręcznego. Niektóre zasilacze dostępne na rynku oferują interfejs z ekranem dotykowym i sterowanie palnikiem, co ułatwia konfigurację.
Spawanie stali nierdzewnej to złożone zadanie. Niektóre z tych kwestii obejmują obecność tlenku chromu, sposób kontrolowania ciepła dopływowego, wybór metody spawania, sposób postępowania z chromem sześciowartościowym i jak to zrobić poprawnie.
Wybór odpowiedniego gazu do spawania metodą GTAW zazwyczaj zależy od doświadczenia lub rodzaju metody spawania. Metoda GTAW, znana również jako spawanie metodą TIG (ang. tungsten inert gas), w większości przypadków wykorzystuje wyłącznie gaz obojętny, zazwyczaj argon, hel lub ich mieszaninę. Niewłaściwe dozowanie gazu osłonowego lub ciepła może spowodować, że spoina stanie się nadmiernie wypukła lub przypominająca linę, co uniemożliwi jej wymieszanie się z otaczającym metalem, skutkując nieestetycznym lub nieodpowiednim wykonaniem spoiny. Określenie optymalnej mieszanki dla każdej spoiny może wymagać wielu prób i błędów. Wspólne linie produkcyjne GMAW pomagają ograniczyć straty czasu w nowych zastosowaniach, ale gdy wymagana jest najwyższa jakość, preferowaną metodą pozostaje spawanie metodą GTAW.
Spawanie stali nierdzewnej stanowi zagrożenie dla zdrowia osób korzystających z palnika. Największe niebezpieczeństwo stwarzają opary uwalniane podczas procesu spawania. Podgrzany chrom wytwarza związek chemiczny zwany chromem sześciowartościowym, który może uszkadzać układ oddechowy, nerki, wątrobę, skórę i oczy, a także powodować raka. Spawacze muszą zawsze nosić sprzęt ochronny, w tym respirator, i upewnić się, że pomieszczenie jest dobrze wentylowane przed rozpoczęciem spawania.
Problemy ze stalą nierdzewną nie kończą się po zakończeniu spawania. Stal nierdzewna wymaga również szczególnej uwagi w procesie wykańczania. Użycie stalowej szczotki lub gąbki polerskiej zanieczyszczonej stalą węglową może uszkodzić ochronną warstwę tlenku chromu. Nawet jeśli uszkodzenia nie są widoczne, zanieczyszczenia te mogą sprawić, że gotowy produkt będzie podatny na rdzę lub inne rodzaje korozji.
Terrence Norris jest starszym inżynierem aplikacji w firmie Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo jest niezależną autorką tekstów dla Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Nowoczesna technologia spawania inwertorowego sprawiła, że ​​spawanie metodą GMAW w osłonie gazów ochronnych stało się standardem w produkcji stali nierdzewnej, a nie tylko w systemach automatycznych lub zrobotyzowanych.
WELDER, dawniej Practical Welding Today, reprezentuje prawdziwych ludzi, którzy tworzą produkty, których używamy i z którymi pracujemy każdego dnia. Ten magazyn służy społeczności spawaczy w Ameryce Północnej od ponad 20 lat.
Teraz dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępne, dzięki czemu można łatwo zapoznać się z cennymi zasobami branżowymi.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dotyczące rynku tłoczenia metali.
Dzięki pełnemu dostępowi cyfrowemu do The Fabricator en Español możesz teraz łatwo korzystać z cennych zasobów branżowych.