To se sliši predobro, da bi bilo resnično, torej v čem je težava? Varjenje je običajno potrebno za izdelavo skoraj vsega iz ene od več kot 150 vrst nerjavečega jekla. Varjenje nerjavečega jekla je zapletena naloga. Nekatera od teh vprašanj vključujejo prisotnost kromovega oksida, kako nadzorovati vnos toplote, kateri postopek varjenja uporabiti, kako ravnati s šestvalentnim kromom in kako to storiti pravilno.
Kljub težavam pri varjenju in dodelavi tega materiala ostaja nerjaveče jeklo priljubljena in včasih edina možnost za številne panoge. Poznavanje varne uporabe in kdaj uporabiti posamezen postopek varjenja je ključnega pomena za uspešno varjenje. To je lahko ključ do uspešne kariere.
Zakaj je torej varjenje nerjavečega jekla tako težka naloga? Odgovor se začne s tem, kako je bilo ustvarjeno. Mehko jeklo, znano tudi kot blago jeklo, se meša z vsaj 10,5 % kroma za proizvodnjo nerjavečega jekla. Dodani krom na površini jekla tvori plast kromovega oksida, ki preprečuje večino vrst korozije in rje. Proizvajalci jeklu dodajajo različne količine kroma in drugih elementov, da spremenijo kakovost končnega izdelka, nato pa za razlikovanje med vrstami uporabijo trimestni sistem.
Pogosto uporabljena nerjavna jekla vključujejo 304 in 316. Najcenejša od teh je 304, ki vsebuje 18 odstotkov kroma in 8 odstotkov niklja ter se uporablja v vsem, od avtomobilskih oblog do kuhinjskih aparatov. Nerjavno jeklo 316 vsebuje manj kroma (16 %) in več niklja (10 %), vsebuje pa tudi 2 % molibdena. Ta spojina daje nerjavnemu jeklu 316 dodatno odpornost na kloride in raztopine klora, zaradi česar je najboljša izbira za morsko okolje ter kemično in farmacevtsko industrijo.
Plast kromovega oksida lahko zagotovi kakovost nerjavečega jekla, vendar prav to varilce tako vznemirja. Ta uporabna pregrada poveča površinsko napetost kovine in upočasni nastanek tekoče varilne kadi. Pogosta napaka je povečanje dovajanja toplote, saj več toplote poveča fluidnost varilne kadi. Vendar pa lahko to negativno vpliva na nerjaveče jeklo. Preveč toplote lahko povzroči nadaljnjo oksidacijo in deformacijo ali prežganje osnovne kovine. V kombinaciji s pločevino, ki se uporablja v velikih industrijah, kot je avtomobilska izpušna cev, to postane glavna prednostna naloga.
Toplota popolnoma uniči korozijsko odpornost nerjavečega jekla. Preveč toplote se uporabi, ko se zvar ali okoliško območje vpliva toplote (HAZ) preliva. Oksidirano nerjavno jeklo ustvari neverjetne barve, od bledo zlate do temno modre in vijolične. Te barve so lepa ponazoritev, vendar lahko kažejo na zvare, ki morda ne izpolnjujejo nekaterih varilnih zahtev. Najstrožji standardi ne marajo obarvanja zvarov.
Na splošno velja, da je varjenje z volframovim oblokom v zaščitnem plinu (GTAW) najprimernejše za nerjaveče jeklo. Zgodovinsko gledano je to na splošno veljalo. To še vedno velja, ko poskušamo te drzne barve vnesti v umetniško tkanje, da bi dosegli najvišje standarde kakovosti v panogah, kot sta jedrska energija in vesoljska industrija. Vendar pa je sodobna tehnologija inverterskega varjenja postala standard za proizvodnjo nerjavnega jekla s plinskim oblokom (GMAW), ne le v avtomatiziranih ali robotskih sistemih.
Ker je GMAW polavtomatski postopek podajanja žice, zagotavlja visoko stopnjo nanašanja, kar pomaga zmanjšati vnos toplote. Nekateri strokovnjaki pravijo, da je lažji za uporabo kot GTAW, ker je manj odvisen od spretnosti varilca in bolj od spretnosti varilnega vira napajanja. To je sporno, vendar večina sodobnih napajalnikov GMAW uporablja vnaprej programirane sinergijske linije. Ti programi so zasnovani za nastavitev parametrov, kot sta tok in napetost, odvisno od dodajnega materiala, ki ga vnese uporabnik, debeline materiala, vrste plina in premera žice.
Nekateri inverterji lahko prilagajajo oblok skozi celoten varilni proces, da dosledno ustvarjajo natančen oblok, obvladujejo vrzeli med deli in vzdržujejo visoke hitrosti premikanja, da izpolnjujejo proizvodne in kakovostne standarde. To še posebej velja za avtomatizirano ali robotsko varjenje, velja pa tudi za ročno varjenje. Nekateri napajalniki na trgu ponujajo vmesnik z zaslonom na dotik in upravljanje gorilnika za enostavno nastavitev.
Varjenje nerjavečega jekla je kompleksna naloga. Nekatera od teh vprašanj vključujejo prisotnost kromovega oksida, kako nadzorovati dovod toplote, kateri postopek varjenja uporabiti, kako ravnati s šestvalentnim kromom in kako to storiti pravilno.
Izbira pravega plina za GTAW je običajno odvisna od izkušenj ali uporabe varilnega preizkusa. GTAW, znan tudi kot volframov inertni plin (TIG), v večini primerov uporablja le inertni plin, običajno argon, helij ali mešanico obeh. Nepravilno vbrizgavanje zaščitnega plina ali toplote lahko povzroči, da se kateri koli zvar pretirano ukrivi ali vrvi, kar prepreči njegovo mešanje z okoliško kovino, kar povzroči neestetsko ali neprimerno varjenje. Določanje, katera mešanica je najboljša za posamezno varjenje, lahko pomeni veliko poskusov in napak. Skupne proizvodne linije GMAW pomagajo zmanjšati izgubo časa pri novih aplikacijah, vendar ko je potrebna najstrožja kakovost, ostaja metoda varjenja GTAW prednostna metoda.
Varjenje nerjavečega jekla predstavlja zdravstveno tveganje za tiste, ki uporabljajo gorilnik. Največjo nevarnost predstavljajo hlapi, ki se sproščajo med varjenjem. Segreti krom proizvaja spojino, imenovano šestvalentni krom, za katero je znano, da poškoduje dihala, ledvice, jetra, kožo in oči ter povzroča raka. Varilci morajo vedno nositi zaščitno opremo, vključno z respiratorjem, in pred začetkom varjenja zagotoviti, da je prostor dobro prezračen.
Težave z nerjavnim jeklom se ne končajo po končanem varjenju. Nerjavno jeklo zahteva posebno pozornost tudi pri zaključni obdelavi. Uporaba jeklene krtače ali polirne blazinice, onesnažene z ogljikovim jeklom, lahko poškoduje zaščitno plast kromovega oksida. Tudi če poškodba ni vidna, lahko ti onesnaževalci naredijo končni izdelek dovzeten za rjo ali drugo korozijo.
Terrence Norris je višji inženir za aplikacije pri podjetju Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo je svobodna pisateljica za Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Sodobna tehnologija inverterskega varjenja je plinsko GMAW naredila standard za proizvodnjo nerjavečega jekla, ne le za avtomatske ali robotske sisteme.
WELDER, prej imenovan Praktično varjenje danes, predstavlja resnične ljudi, ki izdelujejo izdelke, ki jih uporabljamo in z njimi delamo vsak dan. Ta revija že več kot 20 let služi varilski skupnosti v Severni Ameriki.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Pridobite poln digitalni dostop do revije STAMPING, ki vsebuje najnovejšo tehnologijo, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim digitalnim dostopom do The Fabricator en Español imate enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.