Нержавіюча сталь не обов'язково складна в роботі, але її зварювання вимагає особливої ​​уваги до деталей. Вона не розсіює тепло, як низьковуглецева сталь чи алюміній, і може втратити частину корозійної стійкості, якщо її занадто сильно нагріти. Найкращі методи допомагають підтримувати її корозійну стійкість. Зображення: Miller Electric
Корозійна стійкість нержавіючої сталі робить її привабливим вибором для багатьох критично важливих застосувань труб, включаючи високочисті харчові продукти та напої, фармацевтичні препарати, посудини під тиском та нафтохімічні продукти. Однак цей матеріал не розсіює тепло, як маловуглецеву сталь або алюміній, і неправильне зварювання може знизити його корозійну стійкість. Занадто сильне нагрівання та використання неправильного присадного металу є двома винуватцями.
Дотримання деяких найкращих методів зварювання нержавіючої сталі може допомогти покращити результати та забезпечити збереження стійкості металу до корозії. Крім того, вдосконалення процесу зварювання може підвищити продуктивність без шкоди для якості.
Під час зварювання нержавіючої сталі вибір присадного металу має вирішальне значення для контролю вмісту вуглецю. Присадні метали, що використовуються для зварювання труб з нержавіючої сталі, повинні покращувати зварювальні характеристики та бути придатними для застосування.
Шукайте присадні метали з позначенням «L», такі як ER308L, оскільки вони забезпечують нижчий максимальний вміст вуглецю, що допомагає підтримувати корозійну стійкість у низьковуглецевих сплавах нержавіючої сталі. Зварювання низьковуглецевого базового металу зі стандартними присадними металами збільшує вміст вуглецю в зварному з'єднанні, збільшуючи ризик корозії. Уникайте присадних металів з позначкою «H», оскільки вони забезпечують вищий вміст вуглецю та призначені для застосувань, що вимагають вищої міцності за підвищених температур.
Під час зварювання нержавіючої сталі також важливо вибирати присадний метал з низьким рівнем слідових вмістів (також відомих як домішки) цих елементів. Це залишкові елементи в сировині, що використовується для виготовлення присадних металів, включаючи сурму, миш'як, фосфор і сірку. Вони можуть суттєво впливати на корозійну стійкість матеріалу.
Оскільки нержавіюча сталь дуже чутлива до теплового навантаження, підготовка з'єднання та правильне складання є ключовими для контролю температури для збереження властивостей матеріалу. Зазори між деталями або нерівномірне прилягання вимагають, щоб пальник довше залишався на одному місці, і для заповнення цих зазорів потрібно більше присадного металу. Це може призвести до накопичення тепла в ураженій ділянці, що може призвести до перегріву деталі. Погане прилягання також може ускладнити подолання зазору та отримання необхідного проплавлення зварного шва. Подбайте про те, щоб деталі якомога точніше підійшли до нержавіючої сталі.
Чистота цього матеріалу також дуже важлива. Дуже невелика кількість забруднень або бруду в зварних з'єднаннях може спричинити дефекти, що знижують міцність та корозійну стійкість кінцевого виробу. Для очищення основи перед зварюванням використовуйте спеціальну щітку з нержавіючої сталі, яка не використовувалася на вуглецевій сталі або алюмінії.
У нержавіючій сталі сенсибілізація є основною причиною втрати корозійної стійкості. Це може статися, коли температура зварювання та швидкість охолодження занадто сильно коливаються, що призводить до зміни мікроструктури матеріалу.
Цей зовнішній зварний шов на трубі з нержавіючої сталі, зварений методом GMAW та контрольованого наплавлення металу (RMD) без зворотного промивання кореня, схожий за зовнішнім виглядом та якістю на зварні шви GTAW.
Ключовим елементом корозійної стійкості нержавіючої сталі є оксид хрому. Але якщо вміст вуглецю в зварному шві занадто високий, утворюється карбід хрому. Він зв'язує хром і запобігає утворенню потрібного оксиду хрому, який надає нержавіючій сталі корозійної стійкості. Якщо оксиду хрому недостатньо, матеріал не матиме бажаних властивостей і виникне корозія.
Запобігання сенсибілізації зводиться до вибору присадного металу та контролю підведення тепла. Як згадувалося раніше, важливо вибирати присадний метал з низьким вмістом вуглецю під час зварювання нержавіючої сталі. Однак іноді вуглець потрібен для забезпечення міцності в певних випадках. Контроль температури особливо важливий, коли низьковуглецеві присадні метали не підходять.
Мінімізуйте час, протягом якого зварний шов і зона термічного впливу залишаються при підвищених температурах, зазвичай від 950 до 1500 градусів за Фаренгейтом (від 500 до 800 градусів за Цельсієм). Чим менше часу паяння витрачається в цьому діапазоні, тим менше тепла воно генерує. Завжди перевіряйте та спостерігайте за міжшаровою температурою під час процесу паяння.
Іншим варіантом є використання присадних металів з легуючими компонентами, такими як титан і ніобій, для запобігання утворенню карбіду хрому. Оскільки ці компоненти також впливають на міцність і в'язкість, ці присадні метали не можна використовувати в усіх сферах застосування.
Зварювання вольфрамовим електродом кореневого шва (GTAW) – це традиційний метод зварювання труб з нержавіючої сталі. Зазвичай це вимагає зворотного продування аргоном для запобігання окисленню на нижній стороні зварного шва. Однак використання процесів зварювання дротом у трубах з нержавіючої сталі стає все більш поширеним. У цих випадках важливо розуміти, як різні захисні гази впливають на корозійну стійкість матеріалу.
Під час зварювання нержавіючої сталі за допомогою газового дугового зварювання (GMAW) традиційно використовуються аргон і вуглекислий газ, суміш аргону та кисню або тригазова суміш (гелій, аргон і вуглекислий газ). Як правило, ці суміші містять переважно аргон або гелій і менше 5% вуглекислого газу, оскільки вуглекислий газ постачає вуглець у зварювальну ванну та збільшує ризик сенсибілізації. Чистий аргон не рекомендується для GMAW нержавіючої сталі.
Порошковий дріт для нержавіючої сталі призначений для роботи з традиційною сумішшю 75% аргону та 25% вуглекислого газу. Флюс містить інгредієнти, призначені для запобігання забрудненню зварного шва вуглецем із захисного газу.
З розвитком процесів GMAW (зварювання дроту з подрібненням) стало легше зварювати труби та труби з нержавіючої сталі. Хоча для деяких застосувань все ще можуть знадобитися процеси GTAW (зварювання дроту з подрібненням), передові процеси обробки дроту можуть забезпечити подібну якість та вищу продуктивність у багатьох випадках зварювання нержавіючої сталі.
Зварні шви з нержавіючої сталі по внутрішньому діаметру, виконані методом GMAW RMD, за якістю та зовнішнім виглядом подібні до відповідних зварних швів по зовнішньому діаметру.
Кореневий прохід з використанням модифікованого процесу короткозамиканого GMAW, такого як контрольоване металооброблення Міллера (RMD), усуває зворотне промивання в деяких випадках обробки аустенітної нержавіючої сталі. Після кореневого проходу RMD може бути проведено імпульсне GMAW або дугове зварювання порошковою стружкою для заповнення та закриття, що економить час і гроші порівняно зі зворотним промиванням GTAW, особливо на трубах більшого діаметра.
RMD використовує точно контрольований перенос металу коротким замиканням для створення тихої та стабільної дуги та зварювальної ванни. Це призводить до меншої ймовірності холодного сплавлення або відсутності плавлення, меншого розбризкування та кращої якості кореневого шва труби. Точно контрольований перенос металу також забезпечує рівномірне осадження крапель та легший контроль зварювальної ванни, а отже, і підведення тепла та швидкість зварювання.
Нетрадиційні процеси можуть підвищити продуктивність зварювання. При використанні RMD швидкість зварювання може становити від 6 до 12 дюймів/хв. Оскільки процес покращує продуктивність без додаткового нагрівання деталей, він допомагає підтримувати властивості та корозійну стійкість нержавіючої сталі. Зменшення тепловкладення в процес також допомагає контролювати деформацію основи.
Цей імпульсний процес зварювання GMAW забезпечує коротшу довжину дуги, вужчі конуси дуги та менше підведення тепла, ніж звичайне імпульсне розпилення. Оскільки процес є замкнутим, дрейф дуги та коливання відстані між вершиною та заготовкою практично виключені. Це спрощує керування зварювальною ванною як під час зварювання на місці, так і без нього. Нарешті, поєднання імпульсного зварювання GMAW для заповнення та закриття швів з автоматичним розпилювачем (RMD) для кореневих швів дозволяє використовувати один дріт та один газ для процедури зварювання, скорочуючи час перемикання між процесами.
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 труб і трубопроводів, 1990 р. Tube & Pipe Journal став першим журналом, присвяченим індустрії металевих труб у 1990 році. Журнал «Труби та труби» став першим журналом, присвяченим галузі металевих труб, у 1990 році.Сьогодні це залишається єдиним галузевим виданням у Північній Америці та стало найнадійнішим джерелом інформації для фахівців трубної промисловості.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The FABRICATOR, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання журналу «The Tube & Pipe Journal» тепер повністю доступне, забезпечуючи легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Отримайте повний цифровий доступ до журналу STAMPING, який містить найновіші технології, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Тепер, маючи повний цифровий доступ до The Fabricator en Español, ви маєте легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.