Oțelul inoxidabil nu este neapărat dificil de prelucrat, dar sudarea acestuia necesită o atenție deosebită la detalii. Nu disipă căldura precum oțelul moale sau aluminiul și poate pierde o parte din rezistența la coroziune dacă se aplică prea multă căldură. Cele mai bune practici ajută la menținerea rezistenței sale la coroziune. Imagine: Miller Electric
Rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil îl face o alegere atractivă pentru multe aplicații critice pentru tuburi, inclusiv alimente și băuturi de înaltă puritate, produse farmaceutice, recipiente sub presiune și aplicații petrochimice. Cu toate acestea, acest material nu disipă căldura precum oțelul moale sau aluminiul, iar sudarea necorespunzătoare îi poate reduce rezistența la coroziune. Aplicarea unui aport prea mare de căldură și utilizarea metalului de adaos greșit sunt doi vinovați.
Respectarea unor bune practici pentru sudarea oțelului inoxidabil poate ajuta la îmbunătățirea rezultatelor și la asigurarea păstrării rezistenței la coroziune a metalului. În plus, modernizarea procesului de sudare poate aduce beneficii în ceea ce privește productivitatea fără a compromite calitatea.
În sudarea oțelului inoxidabil, alegerea metalului de adaos este esențială pentru controlul conținutului de carbon. Metalele de adaos utilizate pentru sudarea țevilor din oțel inoxidabil ar trebui să îmbunătățească performanța sudurii și să îndeplinească cerințele aplicației.
Căutați metale de adaos cu denumirea „L”, cum ar fi ER308L, deoarece acestea oferă un conținut maxim de carbon mai mic, ceea ce ajută la menținerea rezistenței la coroziune a aliajelor de oțel inoxidabil cu conținut scăzut de carbon. Sudarea unui metal de bază cu conținut scăzut de carbon cu metale de adaos standard crește conținutul de carbon al îmbinării sudate, crescând riscul de coroziune. Evitați metalele de adaos marcate cu „H”, deoarece acestea oferă un conținut mai mare de carbon și sunt concepute pentru aplicații care necesită o rezistență mai mare la temperaturi ridicate.
La sudarea oțelului inoxidabil, este important să alegeți un metal de adaos cu un nivel scăzut de urme (cunoscute și sub numele de impurități) de elemente. Acestea sunt elemente reziduale din materiile prime utilizate pentru fabricarea metalelor de adaos, inclusiv antimoniu, arsenic, fosfor și sulf. Acestea pot afecta foarte mult rezistența la coroziune a materialului.
Deoarece oțelul inoxidabil este foarte sensibil la aportul de căldură, pregătirea îmbinării și asamblarea corectă joacă un rol cheie în controlul căldurii pentru a menține proprietățile materialului. Din cauza golurilor dintre piese sau a potrivirii neuniforme, torța trebuie să rămână într-o singură locație mai mult timp și este necesar mai mult metal de adaos pentru a umple aceste goluri. Acest lucru poate provoca acumularea de căldură în zona afectată, ceea ce poate supraîncălzi piesa. O potrivire necorespunzătoare poate, de asemenea, să îngreuneze acoperirea golului și obținerea penetrării necesare a sudurii. Aveți grijă să vă asigurați că piesele se potrivesc în oțelul inoxidabil cât mai perfect posibil.
Curățenia acestui material este, de asemenea, foarte importantă. Cantități foarte mici de contaminare sau murdărie în îmbinările sudate pot cauza defecte care reduc rezistența și rezistența la coroziune a produsului final. Pentru a curăța substratul înainte de sudare, utilizați o perie specială din oțel inoxidabil care nu a fost utilizată pe oțel carbon sau aluminiu.
În oțelul inoxidabil, sensibilizarea este principala cauză a pierderii rezistenței la coroziune. Acest lucru se poate întâmpla atunci când temperatura de sudare și viteza de răcire fluctuează prea mult, modificând microstructura materialului.
Această sudură exterioară pe țeavă din oțel inoxidabil, sudată folosind GMAW și depunere reglată de metal (RMD) fără spălare inversă a trecerii de la rădăcină, este similară ca aspect și calitate cu sudurile realizate cu GTAW spălat invers.
O parte cheie a rezistenței la coroziune a oțelului inoxidabil este oxidul de crom. Dar dacă conținutul de carbon din sudură este prea mare, se va forma carbură de crom. Acestea leagă cromul și împiedică formarea oxidului de crom dorit, ceea ce conferă oțelului inoxidabil rezistență la coroziune. Dacă nu există suficient oxid de crom, materialul nu va avea proprietățile dorite și va apărea coroziunea.
Prevenirea sensibilizării se reduce la alegerea metalului de adaos și la controlul aportului de căldură. După cum am menționat anterior, este important să alegeți un metal de adaos cu conținut scăzut de carbon pentru sudarea oțelului inoxidabil. Cu toate acestea, uneori este necesar carbon pentru a asigura rezistență în anumite aplicații. Controlul căldurii este deosebit de important atunci când metalele de adaos cu conținut scăzut de carbon nu sunt o opțiune.
Reduceți la minimum timpul în care sudura și zona afectată termic rămân la temperaturi ridicate - de obicei între 500 și 800 de grade Celsius. Cu cât lipirea durează mai puțin în acest interval, cu atât generează mai puțină căldură. Verificați și respectați întotdeauna temperatura între treceri în procedura de lipire a aplicației.
O altă opțiune este utilizarea metalelor de adaos concepute cu componente de aliere precum titanul și niobiul pentru a preveni formarea carburii de crom. Deoarece aceste componente afectează și rezistența și tenacitatea, aceste metale de adaos nu pot fi utilizate în toate aplicațiile.
Sudarea cu arc cu tungsten gazos (GTAW) pentru trecerea la rădăcină este metoda tradițională de sudură a țevilor din oțel inoxidabil. Aceasta necesită de obicei spălarea inversă cu argon pentru a preveni oxidarea pe partea din spate a sudurii. Cu toate acestea, utilizarea proceselor de sudare cu sârmă în tubulatura din oțel inoxidabil devine din ce în ce mai frecventă. În aceste aplicații, este important să se înțeleagă modul în care diferitele gaze de protecție afectează rezistența la coroziune a materialului.
La sudarea oțelului inoxidabil folosind procedeul de sudare cu arc cu gaz metalic (GMAW), se utilizează în mod tradițional argon și dioxid de carbon, un amestec de argon și oxigen sau un amestec de trei gaze (heliu, argon și dioxid de carbon). De obicei, aceste amestecuri conțin în mare parte argon sau heliu și mai puțin de 5% dioxid de carbon, deoarece dioxidul de carbon furnizează carbon în baia de sudură și crește riscul de sensibilizare. Argonul pur nu este recomandat pentru GMAW pe oțel inoxidabil.
Sârma cu miez de flux pentru oțel inoxidabil este concepută să funcționeze cu un amestec tradițional de 75% argon și 25% dioxid de carbon. Fluxul conține ingrediente concepute pentru a preveni contaminarea sudurii de către carbonul din gazul de protecție.
Pe măsură ce procesele GMAW au evoluat, acestea au simplificat sudarea tuburilor și țevilor din oțel inoxidabil. Deși unele aplicații pot necesita în continuare procese GTAW, procesele avansate cu sârmă pot oferi o calitate similară și o productivitate mai mare în multe aplicații din oțel inoxidabil.
Sudurile interioare din oțel inoxidabil realizate cu GMAW RMD sunt similare ca și calitate și aspect cu sudurile exterioare corespunzătoare.
Trecerea de rădăcină care utilizează un proces GMAW cu scurtcircuit modificat, cum ar fi depunerea reglementată de metal Miller (RMD), elimină spălarea inversă în unele aplicații din oțel inoxidabil austenitic. Trecerea de rădăcină RMD poate fi urmată de treceri de umplere și acoperire prin sudură cu arc GMAW pulsat sau cu miez de flux - o modificare care economisește timp și bani în comparație cu utilizarea GTAW cu purjare inversă, în special pe țevi mai mari.
RMD utilizează transferul de metal prin scurtcircuit controlat cu precizie pentru a produce un arc și o baie de sudură calme și stabile. Acest lucru reduce șansele de suprapunere la rece sau lipsa fuziunii, mai puține stropi și o trecere a rădăcinii țevii de calitate superioară. Transferul de metal controlat cu precizie asigură, de asemenea, o depunere uniformă a picăturilor și un control mai ușor al băii de sudură și, prin urmare, al aportului de căldură și al vitezei de sudare.
Procedeele neconvenționale pot crește productivitatea sudării. Atunci când se utilizează un RMD, viteza de sudare poate fi de 6 până la 12 in./min. Deoarece procesul crește productivitatea fără încălzire suplimentară a pieselor, acesta ajută la menținerea proprietăților și a rezistenței la coroziune a oțelului inoxidabil. Aportul redus de căldură al procesului ajută, de asemenea, la controlul deformării substratului.
Acest proces GMAW pulsat oferă lungimi ale arcului mai scurte, conuri de arc mai înguste și un aport de căldură mai mic decât transferul convențional de impulsuri prin pulverizare. Deoarece procesul este în buclă închisă, variațiile de deviație a arcului și ale distanței dintre vârf și piesa de prelucrat sunt practic eliminate. Acest lucru oferă un control mai ușor al băii de sudură pentru sudarea în poziție și în afara poziției. În cele din urmă, cuplarea GMAW pulsat pentru cordonul de umplere și de închidere cu RMD pentru cordonul de rădăcină permite efectuarea procedurii de sudare folosind un singur fir și un singur gaz, eliminând timpii de schimbare a procesului.
Tube & Pipe Journal a devenit prima revistă dedicată industriei țevilor metalice în 1990. Astăzi, rămâne singura publicație din America de Nord dedicată industriei și a devenit cea mai de încredere sursă de informații pentru profesioniștii din domeniul țevilor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The FABRICATOR, acces facil la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a revistei The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces facil la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces complet la ediția digitală a revistei STAMPING Journal, care oferă cele mai recente progrese tehnologice, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a revistei The Fabricator en Español, aveți acces facil la resurse valoroase din industrie.