Nerjaveče jeklo ni nujno težko za obdelavo, vendar njegovo varjenje zahteva skrbno pozornost do detajlov. Ne odvaja toplote kot blago jeklo ali aluminij in lahko izgubi nekaj odpornosti proti koroziji, če ga preveč segrejete. Najboljše prakse pomagajo ohranjati njegovo odpornost proti koroziji. Slika: Miller Electric
Zaradi korozijske odpornosti je nerjaveče jeklo privlačna izbira za številne kritične aplikacije v ceveh, vključno z visoko čisto hrano in pijačo, farmacevtsko industrijo, tlačnimi posodami in petrokemiko. Vendar ta material ne odvaja toplote kot blago jeklo ali aluminij, nepravilno varjenje pa lahko zmanjša njegovo korozijsko odpornost. Prevelik dovod toplote in uporaba napačnega polnila sta dva krivca.
Upoštevanje nekaterih najboljših praks za varjenje nerjavečega jekla lahko pomaga izboljšati rezultate in zagotoviti, da kovina ohrani svojo odpornost proti koroziji. Poleg tega lahko nadgradnja varilnega postopka prinese večjo produktivnost, ne da bi pri tem ogrozila kakovost.
Pri varjenju nerjavečega jekla je izbira dodajnega materiala ključnega pomena za nadzor vsebnosti ogljika. Dodatni materiali, ki se uporabljajo za varjenje cevi iz nerjavečega jekla, morajo izboljšati učinkovitost varjenja in izpolnjevati zahteve uporabe.
Iščite polnilne kovine z oznako »L«, kot je ER308L, saj zagotavljajo nižjo največjo vsebnost ogljika, kar pomaga ohranjati korozijsko odpornost nizkoogljičnih zlitin nerjavnega jekla. Varjenje nizkoogljične osnovne kovine s standardnimi polnilnimi kovinami poveča vsebnost ogljika v varjenem spoju, kar poveča tveganje za korozijo. Izogibajte se polnilnim kovinam, označenim s »H«, saj te zagotavljajo višjo vsebnost ogljika in so zasnovane za uporabo, ki zahteva večjo trdnost pri povišanih temperaturah.
Pri varjenju nerjavečega jekla je pomembno izbrati tudi dodajni material z nizkimi sledovi (znanih tudi kot nečistoče) elementov. To so preostali elementi v surovinah, ki se uporabljajo za izdelavo dodajnih materialov, vključno z antimonom, arzenom, fosforjem in žveplom. Lahko močno vplivajo na odpornost materiala proti koroziji.
Ker je nerjaveče jeklo zelo občutljivo na dovod toplote, imata priprava spoja in pravilna montaža ključno vlogo pri nadzoru toplote za ohranjanje lastnosti materiala. Zaradi vrzeli med deli ali neenakomernega prileganja mora gorilnik dlje časa ostati na enem mestu in za zapolnitev teh vrzeli je potrebno več dodatnega materiala. To lahko povzroči kopičenje toplote na prizadetem območju, kar lahko pregreje del. Slabo prileganje lahko oteži tudi premoščanje vrzeli in doseganje potrebne penetracije varjenja. Pazite, da se deli čim bolj popolnoma prilegajo nerjavečemu jeklu.
Čistoča tega materiala je prav tako zelo pomembna. Že zelo majhne količine onesnaženja ali umazanije v varjenih spojih lahko povzročijo napake, ki zmanjšajo trdnost in odpornost proti koroziji končnega izdelka. Za čiščenje podlage pred varjenjem uporabite posebno krtačo iz nerjavečega jekla, ki ni bila uporabljena na ogljikovem jeklu ali aluminiju.
Pri nerjavnem jeklu je senzibilizacija glavni vzrok za izgubo korozijske odpornosti. To se lahko zgodi, ko temperatura varjenja in hitrost hlajenja preveč nihata, kar spremeni mikrostrukturo materiala.
Ta zunanji zvar na cevi iz nerjavečega jekla, varjen z uporabo GMAW in reguliranega nanašanja kovin (RMD) brez povratnega izpiranja korenskega sloja, je po videzu in kakovosti podoben zvarom, narejenim z GTAW s povratnim izpiranjem.
Ključni del korozijske odpornosti nerjavečega jekla je kromov oksid. Če pa je vsebnost ogljika v varu previsoka, se bo oblikoval kromov karbid. Ta veže krom in preprečuje nastanek želenega kromovega oksida, ki daje nerjavnemu jeklu korozijsko odpornost. Če kromovega oksida ni dovolj, material ne bo imel želenih lastnosti in bo prišlo do korozije.
Preprečevanje senzibilizacije se nanaša na izbiro dodajnega materiala in nadzor dovoda toplote. Kot smo že omenili, je pomembno izbrati dodajni material z nizko vsebnostjo ogljika za varjenje nerjavečega jekla. Vendar pa je ogljik včasih potreben za zagotavljanje trdnosti pri določenih aplikacijah. Nadzor toplote je še posebej pomemben, kadar dodajni materiali z nizko vsebnostjo ogljika niso na voljo.
Zmanjšajte čas, ko sta var in območje, ki ga prizadene toplota, pri povišanih temperaturah – običajno od 500 do 800 stopinj Celzija (950 do 1500 stopinj Fahrenheita). Manj časa kot spajkanje preživi v tem območju, manj toplote ustvari. Med postopkom spajkanja vedno preverite in opazujte medpasovno temperaturo.
Druga možnost je uporaba polnilnih kovin, zasnovanih z legirnimi komponentami, kot sta titan in niobij, da se prepreči nastanek kromovega karbida. Ker te komponente vplivajo tudi na trdnost in žilavost, teh polnilnih kovin ni mogoče uporabiti v vseh aplikacijah.
Varjenje koreninskega prehoda z volframovim oblokom (GTAW) je tradicionalna metoda varjenja cevi iz nerjavečega jekla. To običajno zahteva povratno izpiranje argona, da se prepreči oksidacija na zadnji strani zvara. Vendar pa je uporaba žičnih varilnih postopkov v ceveh iz nerjavečega jekla vse bolj pogosta. Pri teh aplikacijah je pomembno razumeti, kako različni zaščitni plini vplivajo na korozijsko odpornost materiala.
Pri varjenju nerjavečega jekla s postopkom obločnega varjenja s plinsko ločnico (GMAW) se tradicionalno uporabljata argon in ogljikov dioksid, mešanica argona in kisika ali mešanica treh plinov (helij, argon in ogljikov dioksid). Te mešanice običajno vsebujejo večinoma argon ali helij in manj kot 5 % ogljikovega dioksida, saj ogljikov dioksid zagotavlja ogljik v varilni talini in povečuje tveganje za senzibilizacijo. Čisti argon ni priporočljiv za GMAW na nerjavnem jeklu.
Strunjena žica za nerjaveče jeklo je zasnovana za delovanje s tradicionalno mešanico 75 % argona in 25 % ogljikovega dioksida. Fluks vsebuje sestavine, namenjene preprečevanju kontaminacije zvara z ogljikom iz zaščitnega plina.
Z razvojem postopkov GMAW se je poenostavilo varjenje cevi iz nerjavečega jekla. Čeprav nekatere aplikacije še vedno zahtevajo postopke GTAW, lahko napredni postopki z žico zagotovijo podobno kakovost in večjo produktivnost pri mnogih aplikacijah z nerjavnim jeklom.
Zvari notranjega premera nerjavečega jekla, izdelani z GMAW RMD, so po kakovosti in videzu podobni ustreznim zvarom zunanjega premera.
Korenski prehod z modificiranim kratkostičnim postopkom GMAW, kot je Millerjevo regulirano nanašanje kovin (RMD), odpravlja povratno splakovanje pri nekaterih aplikacijah avstenitnega nerjavnega jekla. Korenskemu prehodu RMD lahko sledi pulzno GMAW ali obločno varjenje s fluksom za polnjenje in pokrovne prehode – sprememba, ki prihrani čas in denar v primerjavi z uporabo GTAW s povratnim splakovanjem, zlasti pri večjih ceveh.
RMD uporablja natančno nadzorovan prenos kovine s kratkim stikom za ustvarjanje mirnega in stabilnega loka in varilne kadi. To zagotavlja manjšo možnost hladnih prehodov ali pomanjkanja taljenja, manj brizganja in višjo kakovost korenskega prehoda cevi. Natančno nadzorovan prenos kovine zagotavlja tudi enakomerno nanašanje kapljic in lažji nadzor nad varilno kadjo ter s tem dovod toplote in hitrostjo varjenja.
Nekonvencionalni postopki lahko povečajo produktivnost varjenja. Pri uporabi RMD je lahko hitrost varjenja od 15 do 30 cm/min. Ker postopek poveča produktivnost brez dodatnega segrevanja delov, pomaga ohranjati lastnosti in odpornost nerjavečega jekla proti koroziji. Zmanjšan vnos toplote v postopek pomaga tudi nadzorovati deformacijo substrata.
Ta pulzni postopek GMAW zagotavlja krajše dolžine obloka, ožje stožce obloka in manjši vnos toplote kot običajni prenos impulzov pršenja. Ker je postopek zaprte zanke, so zamik obloka in spremembe razdalje med konico in obdelovancem praktično odpravljene. To omogoča lažji nadzor nad lužo pri varjenju na mestu in zunaj mesta. Končno, združitev pulznega GMAW za polnilni in pokrivni vara z RMD za korenski vara omogoča izvedbo varilnega postopka z eno žico in enim plinom, kar odpravlja čas menjave postopka.
Revija Tube & Pipe Journal je leta 1990 postala prva revija, posvečena industriji kovinskih cevi. Danes ostaja edina publikacija v Severni Ameriki, posvečena tej industriji, in je postala najbolj zaupanja vreden vir informacij za strokovnjake za cevi.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije 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.
Uživajte v polnem dostopu do digitalne izdaje revije STAMPING Journal, ki ponuja najnovejše tehnološke dosežke, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje revije The Fabricator en Español, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.