Det här låter för bra för att vara sant, så vad är problemet? Svetsning krävs vanligtvis för att tillverka nästan vad som helst av en av de mer än 150 typerna av rostfritt stål. Att svetsa rostfritt stål är en komplex uppgift. Några av dessa problem inkluderar förekomsten av kromoxid, hur man kontrollerar värmetillförseln, vilken svetsprocess som ska användas, hur man hanterar sexvärt krom och hur man gör det rätt.
Trots svårigheterna med att svetsa och ytbehandla detta material är rostfritt stål fortfarande ett populärt och ibland det enda alternativet för många branscher. Att veta hur man använder det på ett säkert sätt och när man ska använda varje svetsprocess är avgörande för framgångsrik svetsning. Detta kan vara nyckeln till en framgångsrik karriär.
Så varför är svetsning av rostfritt stål en så svår uppgift? Svaret börjar med hur det skapades. Mjukt stål, även känt som kolstål, blandas med minst 10,5 % krom för att producera rostfritt stål. Det tillsatta kromet bildar ett lager av kromoxid på stålets yta, vilket förhindrar de flesta typer av korrosion och rost. Tillverkare tillsätter varierande mängder krom och andra element till stål för att ändra kvaliteten på slutprodukten och använder sedan ett tresiffrigt system för att skilja på kvaliteterna.
Vanligt förekommande rostfria ståltyper inkluderar 304 och 316. Det billigaste av dessa är 304, som innehåller 18 procent krom och 8 procent nickel och används i allt från bilinredning till köksapparater. 316 rostfritt stål innehåller mindre krom (16 %) och mer nickel (10 %), men innehåller även 2 % molybden. Denna förening ger 316 rostfritt stål ytterligare motståndskraft mot klorider och klorlösningar, vilket gör det till det bästa valet för marina miljöer och kemisk och läkemedelsindustri.
Ett lager kromoxid kan säkerställa kvaliteten på rostfritt stål, men det är detta som gör svetsare så upprörda. Denna användbara barriär ökar metallens ytspänning, vilket saktar ner bildandet av en flytande smältpool. Ett vanligt misstag är att öka värmetillförseln, eftersom mer värme ökar smältpölens fluiditet. Detta kan dock påverka rostfritt stål negativt. För mycket värme kan orsaka ytterligare oxidation och vridning eller bränning av basmetallen. I kombination med plåt som används i stora industrier, såsom bilavgaser, blir detta en högsta prioritet.
Värme förstör korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål fullständigt. För mycket värme används när svetsen eller den omgivande värmepåverkade zonen (HAZ) blir skimrande. Oxiderat rostfritt stål producerar fantastiska färger som sträcker sig från blekguld till mörkblått och lila. Dessa färger ger en fin illustration, men kan indikera svetsar som kanske inte uppfyller vissa svetskrav. De strängaste specifikationerna ogillar svetsfärgning.
Det är allmänt accepterat att gasskyddad volframbågsvetsning (GTAW) är bäst lämpad för rostfritt stål. Historiskt sett har detta varit sant i allmänhet. Detta gäller fortfarande när vi försöker föra in de djärva färgerna i konstnärlig vävning för att uppfylla de högsta kvalitetsstandarderna inom industrier som kärnkraft och flygindustrin. Modern invertersvetsteknik har dock gjort gasmetallbågsvetsning (GMAW) till standarden för produktion av rostfritt stål, inte bara automatiserade eller robotiserade system.
Eftersom GMAW är en halvautomatisk trådmatningsprocess ger den en hög avsättningshastighet, vilket bidrar till att minska värmetillförseln. Vissa experter säger att den är enklare att använda än GTAW eftersom den är mindre beroende av svetsarens skicklighet och mer av svetsströmkällans skicklighet. Detta är en irrelevant fråga, men de flesta moderna GMAW-strömförsörjningar använder förprogrammerade synergilinjer. Dessa program är utformade för att ställa in parametrar som ström och spänning, beroende på det tillsatsmaterial som användaren anger, materialtjocklek, gastyp och tråddiameter.
Vissa växelriktare kan justera bågen under hela svetsprocessen för att konsekvent producera en exakt båge, hantera mellanrum mellan delar och bibehålla höga svetshastigheter för att uppfylla produktions- och kvalitetsstandarder. Detta gäller särskilt för automatiserad eller robotsvetsning, men gäller även för manuell svetsning. Vissa nätaggregat på marknaden erbjuder ett pekskärmsgränssnitt och brännarkontroller för enkel installation.
Att svetsa rostfritt stål är en komplex uppgift. Några av dessa problem inkluderar förekomsten av kromoxid, hur man kontrollerar värmetillförseln, vilken svetsprocess som ska användas, hur man hanterar sexvärt krom och hur man gör det rätt.
Att välja rätt gas för GTAW beror vanligtvis på erfarenhet eller tillämpning av svetstestet. GTAW, även känt som volframinert gas (TIG), använder i de flesta fall endast en inert gas, vanligtvis argon, helium eller en blandning av båda. Felaktig injektion av skyddsgas eller värme kan göra att en svets blir alltför välvd eller repliknande, och detta förhindrar att den blandas med den omgivande metallen, vilket resulterar i en ful eller olämplig svets. Att bestämma vilken blandning som är bäst för varje svets kan innebära mycket trial and error. Delade GMAW-produktionslinjer hjälper till att minska slöseri med tid i nya applikationer, men när den strängaste kvaliteten krävs är GTAW-svetsmetoden fortfarande den föredragna metoden.
Att svetsa rostfritt stål utgör en hälsorisk för personer med svetsbrännare. Den största faran utgörs av ångor som frigörs under svetsprocessen. Uppvärmd krom producerar en förening som kallas sexvärt krom, vilket är känt för att skada andningsorganen, njurarna, levern, huden och ögonen och orsaka cancer. Svetsare måste alltid bära skyddsutrustning, inklusive andningsskydd, och se till att rummet är väl ventilerat innan de börjar svetsa.
Problemen med rostfritt stål upphör inte efter att svetsningen är klar. Rostfritt stål kräver också särskild uppmärksamhet i ytbehandlingsprocessen. Att använda en stålborste eller polerplatta som är förorenad med kolstål kan skada det skyddande kromoxidskiktet. Även om skadorna inte är synliga kan dessa föroreningar göra den färdiga produkten känslig för rost eller annan korrosion.
Terrence Norris är senior applikationsingenjör på Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo är frilansskribent för Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
Modern invertersvetsteknik har gjort gas-GMAW till standarden för produktion av rostfritt stål, inte bara automatiska eller robotiska system.
WELDER, tidigare kallat Practical Welding Today, representerar de riktiga människorna som tillverkar de produkter vi använder och arbetar med varje dag. Denna tidskrift har betjänat svetsbranschen i Nordamerika i över 20 år.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel åtkomst till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu helt tillgänglig och ger enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Få fullständig digital tillgång till STAMPING Journal, med den senaste tekniken, bästa praxis och branschnyheter för metallpräglingsmarknaden.
Nu med fullständig digital åtkomst till The Fabricator på spanska har du enkel tillgång till värdefulla branschresurser.