Stal nierdzewna nie jest trudna w obróbce, ale jej spawanie wymaga szczególnej dbałości o szczegóły. Nie rozprasza ciepła tak jak stal miękka czy aluminium i może stracić odporność na korozję, jeśli zostanie zbyt mocno podgrzana. Najlepsze praktyki pomagają utrzymać jej odporność na korozję. Zdjęcie: Miller Electric
Odporność stali nierdzewnej na korozję sprawia, że ​​jest ona atrakcyjnym wyborem dla wielu krytycznych zastosowań rurowych, w tym w przemyśle spożywczym i napojowym o wysokiej czystości, farmaceutycznym, zbiornikowym i petrochemicznym. Materiał ten nie odprowadza jednak ciepła tak jak stal miękka czy aluminium, a nieprawidłowe spawanie może obniżyć jego odporność na korozję. Zbyt wysoka temperatura i użycie niewłaściwego spoiwa to dwie główne przyczyny.
Przestrzeganie najlepszych praktyk spawania stali nierdzewnej może pomóc w poprawie rezultatów i zapewnieniu odporności metalu na korozję. Ponadto, udoskonalenie procesu spawania może zwiększyć wydajność bez utraty jakości.
Podczas spawania stali nierdzewnej, wybór spoiwa ma kluczowe znaczenie dla kontroli zawartości węgla. Spoiwa używane do spawania rur ze stali nierdzewnej muszą poprawiać parametry spawania i być odpowiednie do danego zastosowania.
Szukaj spoiw oznaczonych literą „L”, takich jak ER308L, ponieważ charakteryzują się one niższą maksymalną zawartością węgla, co pomaga utrzymać odporność na korozję w stopach stali nierdzewnej o niskiej zawartości węgla. Spawanie niskowęglowego metalu bazowego ze standardowymi spoiwami zwiększa zawartość węgla w spoinie, zwiększając ryzyko korozji. Unikaj spoiw oznaczonych literą „H”, ponieważ charakteryzują się one wyższą zawartością węgla i są przeznaczone do zastosowań wymagających wyższej wytrzymałości w podwyższonych temperaturach.
Podczas spawania stali nierdzewnej ważny jest również dobór spoiwa o niskiej zawartości śladowych pierwiastków (zwanych również domieszkami). Są to pierwiastki resztkowe w surowcach używanych do produkcji spoiw, w tym antymonu, arsenu, fosforu i siarki. Mogą one znacząco wpływać na odporność materiału na korozję.
Ponieważ stal nierdzewna jest bardzo wrażliwa na ciepło dopływowe, przygotowanie spoiny i prawidłowy montaż odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu temperatury i zachowaniu właściwości materiału. Szczeliny między elementami lub nierówne spasowanie wymagają dłuższego pozostawania palnika w jednym miejscu, a do wypełnienia tych szczelin potrzeba więcej spoiwa. Może to powodować nagromadzenie się ciepła w danym miejscu, co może prowadzić do przegrzania elementu. Niewłaściwe spasowanie może również utrudnić wypełnienie szczeliny i uzyskanie wymaganej penetracji spoiny. Należy zadbać o jak najdokładniejsze dopasowanie elementów do stali nierdzewnej.
Czystość tego materiału jest również bardzo ważna. Nawet niewielkie ilości zanieczyszczeń lub brudu w spoinach mogą powodować wady, które obniżają wytrzymałość i odporność na korozję produktu końcowego. Do czyszczenia podłoża przed spawaniem należy użyć specjalnej szczotki ze stali nierdzewnej, która nie była używana do stali węglowej ani aluminium.
W przypadku stali nierdzewnej, uczulenie jest główną przyczyną utraty odporności na korozję. Może do tego dojść, gdy temperatura spawania i szybkość chłodzenia ulegają zbyt dużym wahaniom, co powoduje zmianę mikrostruktury materiału.
Ta zewnętrzna spoina na rurze ze stali nierdzewnej, spawana metodą GMAW z kontrolowanym osadzaniem metalu (RMD) bez płukania wstecznego, jest podobna pod względem wyglądu i jakości do spoin wykonywanych metodą GTAW.
Kluczowym elementem odporności stali nierdzewnej na korozję jest tlenek chromu. Jednak jeśli zawartość węgla w spoinie jest zbyt wysoka, tworzy się węglik chromu. Wiąże on chrom i zapobiega tworzeniu się pożądanego tlenku chromu, co nadaje stali nierdzewnej odporność na korozję. Jeśli tlenku chromu jest za mało, materiał nie będzie miał pożądanych właściwości i wystąpi korozja.
Zapobieganie uczuleniu sprowadza się do doboru spoiwa i kontroli ciepła dopływu. Jak wspomniano wcześniej, do spawania stali nierdzewnej ważne jest, aby wybrać spoiwo o niskiej zawartości węgla. Jednak węgiel jest czasami wymagany do zapewnienia wytrzymałości w niektórych zastosowaniach. Kontrola temperatury jest szczególnie ważna, gdy spoiwa o niskiej zawartości węgla nie są odpowiednie.
Zminimalizuj czas, w którym spoina i strefa wpływu ciepła pozostają w podwyższonej temperaturze, zazwyczaj od 500 do 800 stopni Celsjusza (950 do 1500 stopni Fahrenheita). Im krócej lutowanie odbywa się w tym zakresie, tym mniej ciepła jest generowane. Zawsze sprawdzaj i obserwuj temperaturę międzywarstwową podczas procesu lutowania.
Inną opcją jest użycie spoiw ze składnikami stopowymi, takimi jak tytan i niob, aby zapobiec tworzeniu się węglika chromu. Ponieważ składniki te również wpływają na wytrzymałość i udarność, spoiwa te nie nadają się do wszystkich zastosowań.
Spawanie łukiem wolframowym (GTAW) to tradycyjna metoda spawania rur ze stali nierdzewnej. Zazwyczaj wymaga ona płukania wstecznego argonem, aby zapobiec utlenianiu spodniej strony spoiny. Jednak spawanie drutem stalowym staje się coraz powszechniejsze. W takich przypadkach ważne jest zrozumienie, jak różne gazy osłonowe wpływają na odporność materiału na korozję.
Do spawania stali nierdzewnej metodą spawania łukiem gazowym (GMAW) tradycyjnie stosuje się argon i dwutlenek węgla, mieszaninę argonu i tlenu lub mieszaninę trzech gazów (hel, argon i dwutlenek węgla). Zazwyczaj mieszanki te zawierają głównie argon lub hel i mniej niż 5% dwutlenku węgla, ponieważ dwutlenek węgla wprowadza węgiel do jeziorka spawalniczego i zwiększa ryzyko uczulenia. Czysty argon nie jest zalecany do spawania stali nierdzewnej metodą GMAW.
Drut rdzeniowy do stali nierdzewnej jest przeznaczony do pracy z tradycyjną mieszanką 75% argonu i 25% dwutlenku węgla. Topnik zawiera składniki zapobiegające zanieczyszczeniu spoiny węglem z gazu osłonowego.
Wraz z rozwojem procesów GMAW, spawanie rur i przewodów ze stali nierdzewnej stało się łatwiejsze. Chociaż niektóre zastosowania mogą nadal wymagać procesu GTAW, zaawansowane procesy obróbki drutu mogą zapewnić podobną jakość i wyższą wydajność w wielu zastosowaniach ze stalą nierdzewną.
Spoiny wewnętrzne stali nierdzewnej wykonane metodą GMAW RMD są podobne pod względem jakości i wyglądu do odpowiadających im spoin zewnętrznych.
Warstwa graniowa wykonana w zmodyfikowanym procesie MIG/MAG z krótkim obwodem, takim jak kontrolowane osadzanie metalu (RMD) Millera, eliminuje wymywanie wsteczne w niektórych zastosowaniach ze stali austenitycznej. Po warstwie graniowej RMD można zastosować impulsowe spawanie MIG/MAG lub spawanie łukowe drutem rdzeniowym w celu wypełnienia i zamknięcia, co pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze w porównaniu z procesem MIG/MAG z płukaniem wstecznym, szczególnie w przypadku dużych rur.
Technologia RMD wykorzystuje precyzyjnie kontrolowany zwarciowy transfer metalu, aby zapewnić cichy i stabilny łuk oraz jeziorko spawalnicze. Efektem jest mniejsze ryzyko niedogrzania lub braku stopienia, mniej odprysków i lepsza jakość warstwy graniowej rury. Precyzyjnie kontrolowany transfer metalu zapewnia również równomierne osadzanie kropli i łatwiejszą kontrolę jeziorka spawalniczego, a tym samym ilości wprowadzanego ciepła i prędkości spawania.
Niestandardowe procesy spawania mogą poprawić wydajność. Przy zastosowaniu metody RMD prędkość spawania może wynosić od 15 do 30 cm/min. Ponieważ proces ten poprawia wydajność bez dodatkowego nagrzewania elementów, pomaga zachować właściwości i odporność na korozję stali nierdzewnej. Zmniejszenie ilości ciepła wprowadzanego do procesu pomaga również kontrolować odkształcenia podłoża.
Ten impulsowy proces spawania GMAW zapewnia krótsze długości łuku, węższe stożki łuku i mniejszą ilość ciepła doprowadzonego niż konwencjonalne natryskiwanie impulsowe. Ponieważ proces jest zamknięty, dryft łuku i wahania odległości między końcówką a spawanym elementem są praktycznie wyeliminowane. Upraszcza to zarządzanie jeziorkiem spawalniczym, zarówno na miejscu, jak i poza nim. Wreszcie, połączenie impulsowego spawania GMAW dla spoiny wypełniającej i górnej z funkcją RMD dla spoiny graniowej umożliwia spawanie jednym drutem i jednym gazem, skracając czas zmiany procesu.
Tube & Pipe Journal 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Tube & Pipe Journal z 1990 r. Tube & Pipe Journal jest głównym wydawnictwem, посвященным индустрии металлических труб w 1990 roku. W 1990 roku Tube & Pipe Journal stał się pierwszym czasopismem poświęconym branży rur metalowych.Do dziś jest to jedyne branżowe wydawnictwo w Ameryce Północnej i najbardziej wiarygodne źródło informacji dla fachowców zajmujących się rurami.
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.