С нержавеющей сталью не обязательно трудно работать, но ее сварка требует особого внимания к деталям. Она не рассеивает тепло, как мягкая сталь или алюминий, и может потерять некоторую коррозионную стойкость, если вы нагреете ее слишком сильно. Лучшие практики помогают поддерживать ее коррозионную стойкость. Изображение: Miller Electric
Коррозионная стойкость нержавеющей стали делает ее привлекательным выбором для многих критических применений труб, включая высокочистые пищевые продукты и напитки, фармацевтику, сосуды под давлением и нефтехимические применения. Однако этот материал не рассеивает тепло, как мягкая сталь или алюминий, а неправильная сварка может снизить его коррозионную стойкость. Двумя виновниками являются применение слишком большого количества тепла и использование неправильного присадочного металла.
Соблюдение некоторых из лучших методов сварки нержавеющей стали может помочь улучшить результаты и гарантировать сохранение коррозионной стойкости металла. Кроме того, модернизация процесса сварки может повысить производительность без ущерба для качества.
При сварке нержавеющей стали выбор присадочного металла имеет решающее значение для контроля содержания углерода. Присадочные металлы, используемые для сварки труб из нержавеющей стали, должны улучшать производительность сварки и подходить для данной области применения.
Ищите присадочные металлы с обозначением «L», такие как ER308L, поскольку они обеспечивают более низкое максимальное содержание углерода, что помогает поддерживать коррозионную стойкость низкоуглеродистых нержавеющих сплавов. Сварка низкоуглеродистого основного металла со стандартными присадочными металлами увеличивает содержание углерода в сварном соединении, увеличивая риск коррозии. Избегайте присадочных металлов с маркировкой «H», поскольку они обеспечивают более высокое содержание углерода и предназначены для применений, требующих более высокой прочности при повышенных температурах.
При сварке нержавеющей стали также важно выбирать присадочный металл с низким содержанием следов (также известных как примеси) элементов. Это остаточные элементы в сырье, используемом для изготовления присадочных металлов, включая сурьму, мышьяк, фосфор и серу. Они могут существенно влиять на коррозионную стойкость материала.
Поскольку нержавеющая сталь очень чувствительна к подводимому теплу, подготовка стыка и правильная сборка играют ключевую роль в контроле тепла для сохранения свойств материала. Зазоры между деталями или неровная посадка требуют, чтобы горелка оставалась на одном месте дольше, и для заполнения этих зазоров требуется больше присадочного металла. Это может привести к накоплению тепла в затронутой области, что может привести к перегреву детали. Плохая посадка также может затруднить перекрытие зазора и получение необходимого проникновения сварного шва. Позаботьтесь о том, чтобы детали максимально точно соответствовали нержавеющей стали.
Чистота этого материала также очень важна. Очень небольшое количество загрязняющих веществ или грязи в сварных соединениях может привести к дефектам, которые снижают прочность и коррозионную стойкость конечного продукта. Для очистки подложки перед сваркой используйте специальную щетку из нержавеющей стали, которая не использовалась на углеродистой стали или алюминии.
В нержавеющей стали сенсибилизация является основной причиной потери коррозионной стойкости. Это может произойти, когда температура сварки и скорость охлаждения слишком сильно колеблются, что приводит к изменению микроструктуры материала.
Этот наружный сварной шов на трубе из нержавеющей стали, сваренный с использованием GMAW и контролируемой наплавки металла (RMD) без обратной промывки корня шва, по внешнему виду и качеству похож на сварные швы, выполненные с обратной промывкой GTAW.
Ключевой частью коррозионной стойкости нержавеющей стали является оксид хрома. Но если содержание углерода в сварном шве слишком велико, образуется карбид хрома. Они связывают хром и предотвращают образование желаемого оксида хрома, который придает нержавеющей стали ее коррозионную стойкость. Если оксида хрома недостаточно, материал не будет обладать желаемыми свойствами и возникнет коррозия.
Предотвращение сенсибилизации сводится к выбору присадочного металла и контролю подводимого тепла. Как упоминалось ранее, при сварке нержавеющей стали важно выбирать присадочный металл с низким содержанием углерода. Однако углерод иногда требуется для обеспечения прочности в определенных применениях. Контроль температуры особенно важен, когда низкоуглеродистые присадочные металлы не подходят.
Минимизируйте время, в течение которого сварной шов и зона термического воздействия остаются при повышенных температурах, обычно от 950 до 1500 градусов по Фаренгейту (от 500 до 800 градусов по Цельсию). Чем меньше времени пайка находится в этом диапазоне, тем меньше тепла она выделяет. Всегда проверяйте и наблюдайте за температурой между проходами во время процесса пайки.
Другой вариант — использовать присадочные металлы с легирующими компонентами, такими как титан и ниобий, чтобы предотвратить образование карбида хрома. Поскольку эти компоненты также влияют на прочность и ударную вязкость, эти присадочные металлы не могут использоваться во всех приложениях.
Сварка корневого шва вольфрамовой дугой (GTAW) является традиционным методом сварки труб из нержавеющей стали. Обычно для этого требуется обратная продувка аргоном, чтобы предотвратить окисление на нижней стороне шва. Однако использование процессов сварки проволокой в ​​трубах из нержавеющей стали становится все более распространенным. В этих случаях важно понимать, как различные защитные газы влияют на коррозионную стойкость материала.
При сварке нержавеющей стали методом газовой дуговой сварки (GMAW) традиционно используют аргон и углекислый газ, смесь аргона и кислорода или трехгазовую смесь (гелий, аргон и углекислый газ). Обычно эти смеси содержат в основном аргон или гелий и менее 5% углекислого газа, так как углекислый газ поставляет углерод в сварочную ванну и увеличивает риск сенсибилизации. Чистый аргон не рекомендуется для GMAW на нержавеющей стали.
Порошковая проволока для нержавеющей стали предназначена для работы с традиционной смесью 75% аргона и 25% углекислого газа. Флюс содержит ингредиенты, предназначенные для предотвращения загрязнения сварного шва углеродом из защитного газа.
По мере развития процессов GMAW сварка труб из нержавеющей стали стала проще. Хотя для некоторых применений по-прежнему могут потребоваться процессы GTAW, усовершенствованные процессы обработки проволоки могут обеспечить аналогичное качество и более высокую производительность во многих применениях нержавеющей стали.
Сварные швы из нержавеющей стали внутреннего диаметра, выполненные методом GMAW RMD, по качеству и внешнему виду аналогичны соответствующим сварным швам наружного диаметра.
Корневой проход с использованием модифицированного процесса сварки GMAW с коротким замыканием, например контролируемого осаждения металла (RMD) Миллера, исключает обратную промывку в некоторых применениях аустенитной нержавеющей стали. За корневым проходом RMD может следовать импульсная сварка GMAW или дуговая сварка порошковой проволокой, что экономит время и деньги по сравнению с сваркой GTAW с обратным зазором, особенно на трубах большего диаметра.
RMD использует точно контролируемый перенос металла коротким замыканием для создания тихой, стабильной дуги и сварочной ванны. Это обеспечивает меньшую вероятность холодного запуска или неплавления, меньшее разбрызгивание и лучшее качество корневого прохода трубы. Точно контролируемый перенос металла также обеспечивает равномерное осаждение капель и более легкий контроль сварочной ванны и, следовательно, подвода тепла и скорости сварки.
Нетрадиционные процессы могут повысить производительность сварки. При использовании RMD скорость сварки может составлять от 6 до 12 дюймов/мин. Поскольку процесс повышает производительность без дополнительного нагрева деталей, он помогает сохранить свойства и коррозионную стойкость нержавеющей стали. Уменьшение тепловложения процесса также помогает контролировать деформацию подложки.
Этот импульсный процесс GMAW обеспечивает более короткие длины дуги, более узкие конусы дуги и меньший подвод тепла, чем обычный импульсный струйный перенос. Поскольку процесс замкнутый, дрейф дуги и колебания расстояния между наконечником и заготовкой практически устранены. Это упрощает управление сварочной ванной при сварке и без нее на месте. Наконец, сочетание импульсного GMAW для заполнения и верхнего ролика с RMD для корневого ролика позволяет выполнять процедуру сварки с использованием одной проволоки и одного газа, сокращая время переналадки процесса.
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。 Журнал «Tube & Pipe» 1990 г. Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным отрасли металлических труб, в 1990 году.На сегодняшний день это единственное отраслевое издание в Северной Америке, ставшее самым надежным источником информации для профессионалов в области трубной промышленности.
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.