Rostfritt stål är inte nödvändigtvis svårt att arbeta med, men svetsningen kräver särskild noggrannhet. Det avleder inte värme som kolstål eller aluminium och kan förlora viss korrosionsbeständighet om det hettas upp för mycket. Bästa praxis hjälper till att bibehålla dess korrosionsbeständighet. Bild: Miller Electric
Korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål gör det till ett attraktivt val för många kritiska rörapplikationer, inklusive högrena livsmedels- och dryckesindustrier, läkemedelsindustrin, tryckkärlsindustrin och petrokemisk industri. Materialet avleder dock inte värme som kolstål eller aluminium, och felaktig svetsning kan minska dess korrosionsbeständighet. Att applicera för mycket värme och använda fel tillsatsmaterial är två bovar.
Att följa några av de bästa svetsmetoderna för rostfritt stål kan bidra till att förbättra resultaten och säkerställa att metallens korrosionsbeständighet bibehålls. Dessutom kan en uppgradering av svetsprocessen öka produktiviteten utan att offra kvaliteten.
Vid svetsning av rostfritt stål är valet av tillsatsmaterial avgörande för att kontrollera kolhalten. Tillsatsmaterial som används för att svetsa rostfria stålrör måste förbättra svetsprestanda och vara lämpliga för tillämpningen.
Leta efter tillsatsmaterial med beteckningen ”L”, såsom ER308L, eftersom de har en lägre maximal kolhalt vilket bidrar till att bibehålla korrosionsbeständigheten i rostfria stållegeringar med låg kolhalt. Svetsning av en basmetall med låg kolhalt med vanliga tillsatsmaterial ökar kolhalten i svetsfogen, vilket ökar risken för korrosion. Undvik tillsatsmaterial märkta ”H” eftersom de har högre kolhalt och är avsedda för tillämpningar som kräver högre hållfasthet vid förhöjda temperaturer.
Vid svetsning av rostfritt stål är det också viktigt att välja ett tillsatsmaterial med låga spårhalter (även kallade föroreningar) av grundämnena. Dessa är restämnen i råmaterialen som används för att tillverka tillsatsmaterial, inklusive antimon, arsenik, fosfor och svavel. De kan i hög grad påverka materialets korrosionsbeständighet.
Eftersom rostfritt stål är mycket känsligt för värmetillförsel är förberedelse av fogar och korrekt montering avgörande för att kontrollera värmen och bibehålla materialets egenskaper. Glapp mellan delar eller ojämn passform kräver att brännaren stannar på ett ställe längre, och mer tillsatsmaterial behövs för att fylla dessa glipor. Detta kan orsaka värmeuppbyggnad i det drabbade området, vilket kan leda till att delen överhettas. En dålig passform kan också göra det svårt att överbrygga glipan och få den erforderliga svetsgenomträngningen. Var noga med att matcha delarna så nära som möjligt med det rostfria stålet.
Materialets renhet är också mycket viktig. Mycket små mängder föroreningar eller smuts i svetsade fogar kan orsaka defekter som minskar slutproduktens hållfasthet och korrosionsbeständighet. För att rengöra underlaget före svetsning, använd en speciell rostfri stålborste som inte har använts på kolstål eller aluminium.
I rostfritt stål är sensibilisering den främsta orsaken till minskad korrosionsbeständighet. Detta kan inträffa när svetstemperaturen och kylningshastigheten fluktuerar för mycket, vilket resulterar i en förändring av materialets mikrostruktur.
Denna utvändiga svetsfog på rostfritt stålrör, svetsad med GMAW och kontrollerad depositionsmetall (RMD) utan rotspolning, liknar i utseende och kvalitet GTAW-spolningssvetsar.
En viktig del av korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål är kromoxid. Men om kolhalten i svetsen är för hög bildas kromkarbid. De binder krom och förhindrar bildandet av den önskade kromoxiden, vilket ger rostfritt stål dess korrosionsbeständighet. Om det inte finns tillräckligt med kromoxid kommer materialet inte att ha de önskade egenskaperna och korrosion kommer att uppstå.
Förebyggande av sensibilisering handlar om val av tillsatsmaterial och kontroll av värmetillförseln. Som tidigare nämnts är det viktigt att välja ett tillsatsmaterial med låg kolhalt vid svetsning av rostfritt stål. Ibland krävs dock kol för att ge hållfasthet för vissa tillämpningar. Temperaturkontroll är särskilt viktigt när tillsatsmaterial med låg kolhalt inte är lämpliga.
Minimera den tid som svetsen och den värmepåverkade zonen förblir vid förhöjda temperaturer, vanligtvis 950 till 1500 grader Fahrenheit (500 till 800 grader Celsius). Ju kortare tid lödningen tillbringar i detta intervall, desto mindre värme genereras. Kontrollera och observera alltid mellansträngstemperaturen under lödningsprocessen.
Ett annat alternativ är att använda tillsatsmaterial med legeringskomponenter som titan och niob för att förhindra bildandet av kromkarbid. Eftersom dessa komponenter också påverkar hållfasthet och seghet kan dessa tillsatsmaterial inte användas i alla tillämpningar.
Rotsvetsning av volframbågsvetsning (GTAW) är en traditionell metod för svetsning av rostfria stålrör. Detta kräver vanligtvis en argonspolning för att förhindra oxidation på undersidan av svetsen. Användningen av trådsvetsningsprocesser i rostfria stålrör blir dock allt vanligare. I dessa fall är det viktigt att förstå hur olika skyddsgaser påverkar materialets korrosionsbeständighet.
Vid svetsning av rostfritt stål med gasmetallbågsvetsning (GMAW) användes traditionellt argon och koldioxid, en blandning av argon och syre, eller en tregasblandning (helium, argon och koldioxid). Vanligtvis innehåller dessa blandningar mestadels argon eller helium och mindre än 5 % koldioxid, eftersom koldioxid tillför kol till smältbadet och ökar risken för sensibilisering. Ren argon rekommenderas inte för gasmetallbågsvetsning på rostfritt stål.
Kärntråd för rostfritt stål är konstruerad för att fungera med en traditionell blandning av 75 % argon och 25 % koldioxid. Flussmedlet innehåller ingredienser som är utformade för att förhindra kontaminering av svetsen med kol från skyddsgasen.
Allt eftersom GMAW-processerna utvecklades blev det enklare att svetsa rör och rör i rostfritt stål. Även om vissa tillämpningar fortfarande kan kräva GTAW-processer, kan avancerade trådbearbetningsprocesser ge liknande kvalitet och högre produktivitet i många tillämpningar i rostfritt stål.
ID-svetsar i rostfritt stål tillverkade med GMAW RMD har liknande kvalitet och utseende som motsvarande OD-svetsar.
En rotsträng som använder en modifierad kortslutnings-GMAW-process, såsom Millers kontrollerade metalldeponering (RMD), eliminerar backspolning i vissa applikationer med austenitiskt rostfritt stål. RMD-rotsträngen kan följas av pulsad GMAW eller flusskärnsvetsning för att fylla och stänga, en förändring som sparar tid och pengar jämfört med backspolning GTAW, särskilt på rör med större diameter.
RMD använder exakt kontrollerad kortslutningsmetallöverföring för att producera en tyst, stabil båge och svetsbad. Detta resulterar i mindre risk för kall inkörning eller icke-smältning, mindre stänk och bättre rotsträngskvalitet i röret. Exakt kontrollerad metallöverföring säkerställer också jämn droppavsättning och enklare kontroll av svetsbadet och därmed värmetillförsel och svetshastighet.
Icke-traditionella processer kan förbättra svetsproduktiviteten. Vid användning av RMD kan svetshastigheten vara från 15 till 30 cm/min. Eftersom processen förbättrar prestandan utan ytterligare uppvärmning av delarna, bidrar den till att bibehålla egenskaperna och korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål. Att minska processens värmetillförsel hjälper också till att kontrollera substratdeformationen.
Denna pulsade GMAW-process ger kortare båglängder, smalare bågkoner och mindre värmetillförsel än konventionell pulsad sprutöverföring. Eftersom processen är sluten elimineras praktiskt taget bågdrift och fluktuationer i avståndet mellan spetsen och arbetsstycket. Detta förenklar hanteringen av smältbadet med och utan svetsning på plats. Slutligen möjliggör kombinationen av en pulsad GMAW för att fylla och stänga svetssträngar med en RMD för rotsträngar att en tråd och en gas kan användas för svetsproceduren, vilket minskar processomställningstiderna.
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。 Rör- och rörtidskriften 1990 Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Tube & Pipe Journal blev den första tidskriften tillägnad metallrörsindustrin år 1990.Idag är den fortfarande den enda branschpublikationen i Nordamerika och har blivit den mest betrodda informationskällan för rörindustrins yrkesverksamma.
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.