Это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, так в чем проблема? Сварка обычно требуется для изготовления почти чего угодно из более чем 150 типов нержавеющей стали. Сварка нержавеющей стали — сложная задача. Некоторые из этих проблем включают наличие оксида хрома, как контролировать подачу тепла, какой процесс сварки использовать, как обращаться с шестивалентным хромом и как делать это правильно.
Несмотря на трудности сварки и отделки этого материала, нержавеющая сталь остается популярным и иногда единственным вариантом для многих отраслей промышленности. Знание того, как безопасно ее использовать и когда использовать каждый процесс сварки, имеет решающее значение для успешной сварки. Это может стать ключом к успешной карьере.
Так почему же сварка нержавеющей стали является такой сложной задачей? Ответ начинается с того, как она была создана. Мягкая сталь, также известная как мягкая сталь, смешивается с не менее чем 10,5% хрома для производства нержавеющей стали. Добавленный хром образует слой оксида хрома на поверхности стали, который предотвращает большинство видов коррозии и ржавчины. Производители добавляют в сталь различные количества хрома и других элементов, чтобы изменить качество конечного продукта, а затем используют трехзначную систему для дифференциации марок.
Обычно используемые нержавеющие стали включают 304 и 316. Самая дешевая из них — 304, которая содержит 18 процентов хрома и 8 процентов никеля и используется во всем, от отделки автомобилей до кухонных приборов. Нержавеющая сталь 316 содержит меньше хрома (16%) и больше никеля (10%), но также содержит 2% молибдена. Это соединение придает нержавеющей стали 316 дополнительную устойчивость к хлоридам и хлорным растворам, что делает ее лучшим выбором для морской среды, а также химической и фармацевтической промышленности.
Слой оксида хрома может обеспечить качество нержавеющей стали, но именно это так расстраивает сварщиков. Этот полезный барьер увеличивает поверхностное натяжение металла, замедляя образование жидкой сварочной ванны. Распространенной ошибкой является увеличение подачи тепла, так как большее количество тепла увеличивает текучесть ванны. Однако это может отрицательно повлиять на нержавеющую сталь. Слишком много тепла может вызвать дальнейшее окисление и деформацию или прожог основного металла. В сочетании с листовым металлом, используемым в крупных отраслях, таких как автомобильные выхлопные системы, это становится главным приоритетом.
Тепло отлично разрушает коррозионную стойкость нержавеющей стали. Слишком много тепла используется, когда сварной шов или окружающая его зона термического влияния (ЗТВ) становятся радужными. Окисленная нержавеющая сталь дает удивительные цвета от бледно-золотистого до темно-синего и фиолетового. Эти цвета служат хорошей иллюстрацией, но могут указывать на сварные швы, которые могут не соответствовать некоторым требованиям сварки. Самые строгие спецификации не одобряют окраску сварных швов.
Принято считать, что сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) лучше всего подходит для нержавеющей стали. Исторически так было в общем смысле. Это по-прежнему так, когда мы пытаемся привнести эти смелые цвета в художественное ткачество, чтобы соответствовать высочайшим стандартам качества в таких отраслях, как атомная энергетика и аэрокосмическая промышленность. Однако современная технология инверторной сварки сделала сварку металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) стандартом для производства нержавеющей стали, а не только автоматизированных или роботизированных систем.
Поскольку GMAW — это полуавтоматический процесс подачи проволоки, он обеспечивает высокую скорость наплавки, что помогает снизить тепловложение. Некоторые профессионалы говорят, что его проще использовать, чем GTAW, поскольку он меньше зависит от мастерства сварщика и больше от мастерства источника сварочного тока. Это спорный вопрос, но большинство современных источников питания GMAW используют предварительно запрограммированные синергетические линии. Эти программы предназначены для установки таких параметров, как ток и напряжение, в зависимости от введенного пользователем присадочного металла, толщины материала, типа газа и диаметра проволоки.
Некоторые инверторы могут регулировать дугу в течение всего процесса сварки, чтобы постоянно производить точную дугу, обрабатывать зазоры между деталями и поддерживать высокую скорость перемещения для соответствия производственным и качественным стандартам. Это особенно актуально для автоматизированной или роботизированной сварки, но также применимо к ручной сварке. Некоторые источники питания на рынке предлагают интерфейс с сенсорным экраном и элементы управления горелкой для легкой настройки.
Сварка нержавеющей стали — сложная задача. Некоторые из этих вопросов включают наличие оксида хрома, как контролировать подачу тепла, какой процесс сварки использовать, как обращаться с шестивалентным хромом и как делать это правильно.
Выбор правильного газа для GTAW обычно зависит от опыта или применения сварочного испытания. GTAW, также известный как вольфрамовый инертный газ (TIG), в большинстве случаев использует только инертный газ, обычно аргон, гелий или их смесь. Неправильная подача защитного газа или тепла может привести к тому, что любой сварной шов станет чрезмерно куполообразным или похожим на веревку, и это помешает ему смешаться с окружающим металлом, что приведет к неприглядному или непригодному сварному шву. Определение того, какая смесь лучше всего подходит для каждого сварного шва, может означать множество проб и ошибок. Общие производственные линии GMAW помогают сократить потери времени в новых приложениях, но когда требуется самое строгое качество, метод сварки GTAW остается предпочтительным методом.
Сварка нержавеющей стали представляет опасность для здоровья тех, кто имеет горелку. Наибольшую опасность представляют пары, выделяющиеся в процессе сварки. Нагретый хром производит соединение, называемое шестивалентным хромом, которое, как известно, повреждает дыхательную систему, почки, печень, кожу и глаза и вызывает рак. Сварщики должны всегда носить средства защиты, включая респиратор, и убедиться, что помещение хорошо проветривается перед началом сварки.
Проблемы с нержавеющей сталью не заканчиваются после завершения сварки. Нержавеющая сталь также требует особого внимания в процессе отделки. Использование стальной щетки или полировальной губки, загрязненной углеродистой сталью, может повредить защитный слой оксида хрома. Даже если повреждения не видны, эти загрязнители могут сделать готовое изделие восприимчивым к ржавчине или другой коррозии.
Терренс Норрис — старший инженер по приложениям в компании Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Ронда Затезало — внештатный автор Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Современная технология инверторной сварки сделала газовую сварку GMAW стандартом для производства нержавеющей стали, а не только автоматические или роботизированные системы.
WELDER, ранее называвшийся Practical Welding Today, представляет реальных людей, которые производят продукцию, которую мы используем и с которой работаем каждый день. Этот журнал обслуживает сообщество сварщиков в Северной Америке уже более 20 лет.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR вы получите легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Электронная версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING, в котором представлены новейшие технологии, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь, имея полный цифровой доступ к The Fabricator на испанском языке, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.