Нержавіючу сталь не обов’язково складно обробляти, але вона вимагає особливої уваги до деталей під час зварювання.Він не розсіює тепло, як м’яка сталь або алюміній, і втрачає частину своєї стійкості до корозії, якщо стає занадто гарячим.Передові практики допомагають підтримувати стійкість до корозії.Зображення: Miller Electric
Корозійна стійкість нержавіючої сталі робить її привабливим вибором для багатьох важливих застосувань у трубопроводах, включаючи високу чистоту харчових продуктів і напоїв, фармацевтичних препаратів, посудин під тиском і нафтохімії.Однак цей матеріал не розсіює тепло, як м’яка сталь або алюміній, і неправильні методи зварювання можуть знизити його стійкість до корозії.Двома причинами є надмірне нагрівання та використання неправильного наповнювача.
Дотримання деяких найкращих методів зварювання нержавіючої сталі може допомогти покращити результати та забезпечити збереження стійкості металу до корозії.Крім того, модернізація процесів зварювання може підвищити продуктивність без шкоди для якості.
Під час зварювання нержавіючої сталі вибір присадочного металу має вирішальне значення для контролю вмісту вуглецю.Присадний метал, який використовується для зварювання труб з нержавіючої сталі, повинен підвищувати ефективність зварювання та відповідати вимогам до продуктивності.
Шукайте присадочні метали з позначенням «L», такі як ER308L, оскільки вони забезпечують нижчий максимальний вміст вуглецю, що допомагає підтримувати стійкість до корозії в сплавах з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю.Зварювання матеріалів з низьким вмістом вуглецю зі стандартними присадними металами збільшує вміст вуглецю у зварному шві, а отже, ризик корозії.Уникайте наповнювачів «H», оскільки вони мають вищий вміст вуглецю та призначені для застосувань, що вимагають більшої міцності при підвищених температурах.
Під час зварювання нержавіючої сталі також важливо вибрати присадний метал з низьким вмістом мікроелементів (також відомий як сміття).Це залишкові елементи із сировини, яка використовується для виробництва присадних металів, і включає сурму, миш'як, фосфор і сірку.Вони можуть значно вплинути на корозійну стійкість матеріалу.
Оскільки нержавіюча сталь дуже чутлива до надходження тепла, підготовка швів і правильна збірка відіграють ключову роль в управлінні теплом для збереження властивостей матеріалу.Щілини між деталями або нерівне прилягання вимагають, щоб пальник залишався на одному місці довше, і для заповнення цих проміжків потрібно більше присадочного металу.Це призводить до накопичення тепла в ураженій області, що спричиняє перегрів компонента.Неправильний монтаж також може ускладнити закриття зазорів і досягнення необхідного проплавлення зварного шва.Ми подбали про те, щоб деталі були якомога ближче до нержавіючої сталі.
Чистота цього матеріалу також дуже важлива.Навіть найменша кількість забруднень або бруду в зварному шві може призвести до дефектів, які знижують міцність і стійкість до корозії кінцевого продукту.Для очищення основного металу перед зварюванням використовуйте спеціальну щітку для нержавіючої сталі, яка не використовувалася для вуглецевої сталі або алюмінію.
У нержавіючих сталях сенсибілізація є основною причиною втрати стійкості до корозії.Це відбувається, коли температура зварювання та швидкість охолодження занадто сильно коливаються, що призводить до зміни мікроструктури матеріалу.
Цей зовнішній зварний шов на трубі з нержавіючої сталі був зварений GMAW і контрольованим розбризкуванням металу (RMD), а кореневий зварний шов не був продувлений і був схожий за зовнішнім виглядом і якістю до зварювання GTAW зворотним продувом.
Ключовою частиною корозійної стійкості нержавіючої сталі є оксид хрому.Але якщо вміст вуглецю в шві занадто високий, утворюються карбіди хрому.Вони зв'язують хром і перешкоджають утворенню необхідного оксиду хрому, що робить нержавіючу сталь стійкою до корозії.Без достатньої кількості оксиду хрому матеріал не матиме бажаних властивостей і виникне корозія.
Профілактика сенсибілізації зводиться до вибору присадного металу та контролю надходження тепла.Як згадувалося раніше, при зварюванні нержавіючої сталі важливо вибрати присадний метал з низьким вмістом вуглецю.Однак вуглець іноді потрібен для забезпечення міцності для певних застосувань.Контроль тепла особливо важливий, коли низьковуглецеві наповнювачі не підходять.
Мінімізуйте час, протягом якого зварювальний шов і ЗТВ знаходяться при високих температурах, як правило, від 950 до 1500 градусів за Фаренгейтом (500 до 800 градусів за Цельсієм).Чим менше часу ви витрачаєте на пайку в цьому діапазоні, тим менше тепла ви виділяєте.Завжди перевіряйте та спостерігайте за міжпрохідною температурою під час процедури зварювання, яка використовується.
Іншим варіантом є використання присадних металів з такими легуючими компонентами, як титан і ніобій, щоб запобігти утворенню карбідів хрому.Оскільки ці компоненти також впливають на міцність і ударну в'язкість, ці присадні метали не можна використовувати в усіх сферах застосування.
Кореневе зварювання з використанням газової вольфрамової дуги (GTAW) є традиційним методом зварювання труб з нержавіючої сталі.Зазвичай для цього потрібна зворотна продувка аргоном, щоб запобігти окисленню нижньої сторони зварного шва.Однак для труб і труб з нержавіючої сталі використання процесів зварювання дротом стає все більш поширеним.У цих випадках важливо розуміти, як різні захисні гази впливають на корозійну стійкість матеріалу.
Для газодугового зварювання (GMAW) нержавіючої сталі традиційно використовується аргон і вуглекислий газ, суміш аргону і кисню або тригазова суміш (гелій, аргон і вуглекислий газ).Як правило, ці суміші складаються переважно з аргону або гелію з менш ніж 5% вуглекислого газу, оскільки вуглекислий газ може вводити вуглець у розплавлену ванну та підвищувати ризик сенсибілізації.Чистий аргон не рекомендується для GMAW нержавіючої сталі.
Порошковий дріт для нержавіючої сталі призначений для використання з традиційною сумішшю 75% аргону і 25% вуглекислого газу.Флюси містять інгредієнти, призначені для запобігання забрудненню зварного шва вуглецем із захисного газу.
З розвитком процесів GMAW стало легше зварювати труби та труби з нержавіючої сталі.У той час як для деяких застосувань все ще може знадобитися процес GTAW, вдосконалена обробка дроту може забезпечити аналогічну якість і вищу продуктивність у багатьох сферах застосування з нержавіючої сталі.
Зварні шви з внутрішньої сторони нержавіючої сталі, виготовлені за допомогою GMAW RMD, подібні за якістю та зовнішнім виглядом до відповідних зварних швів зовнішньої сторони.
Корінні проходи з використанням модифікованого процесу GMAW короткого замикання, такого як контрольоване осадження металу Міллера (RMD), усувають зворотне промивання в деяких застосуваннях з аустенітної нержавіючої сталі.Кореневий прохід RMD може супроводжуватися імпульсним GMAW або дуговим зварюванням порошковим сердечником для заповнення та закриття проходу, варіант, який економить час і гроші порівняно з зворотним промиванням GTAW, особливо на великих трубах.
RMD використовує точно контрольований перехід металу за короткого замикання для створення тихої, стабільної дуги та зварювальної ванни.Це зменшує ймовірність утворення холодного перекриття або несплавлення, зменшує розбризкування та покращує якість кореня труби.Точна контрольована передача металу також забезпечує рівномірне осадження крапель і полегшує контроль зварювальної ванни, тим самим контролюючи надходження тепла та швидкість зварювання.
Нетрадиційні процеси можуть підвищити продуктивність зварювання.Швидкість зварювання може варіюватися від 6 до 12 ipm при використанні RMD.Оскільки цей процес покращує продуктивність без додаткового нагрівання деталі, він допомагає підтримувати ефективність і стійкість до корозії нержавіючої сталі.Зменшення споживання тепла в процесі також допомагає контролювати деформацію підкладки.
Цей імпульсний процес GMAW забезпечує меншу довжину дуги, вужчі конуси дуги та меншу витрату тепла, ніж звичайний імпульсний струмінь.Оскільки процес закритий, дрейф дуги і коливання відстані від наконечника до робочого місця практично виключаються.Це спрощує контроль зварювальної ванни як під час зварювання на місці, так і під час зварювання поза робочим місцем.Нарешті, поєднання імпульсного GMAW для заповнення та закриття проходів із RMD для кореневого проходу дозволяє виконувати процедури зварювання одним дротом і одним газом, скорочуючи час перемикання процесу.
Tube & Pipe Journal був запущений у 1990 році як перший журнал, присвячений промисловості металевих труб.Сьогодні це єдине галузеве видання в Північній Америці та стало найбільш надійним джерелом інформації для професіоналів з труб.
Тепер доступний повний цифровий доступ до FABRICATOR, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до The Tube & Pipe Journal, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтеся повним цифровим доступом до STAMPING Journal, журналу ринку металевого штампування з останніми технологічними досягненнями, найкращими практиками та новинами галузі.
Тепер доступний повний доступ до цифрової версії The Fabricator en Español, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Інструктор зі зварювання та художник Шон Флоттманн приєднався до подкасту The Fabricator на FABTECH 2022 в Атланті для живого чату…
Час публікації: 12 січня 2023 р