Nerūdijančio plieno suvirinimas

Nerūdijančio plieno suvirinimui reikia skirti daugiau dėmesio medžiagos savybėms, šilumos kontrolei ir švarai, kad būtų išvengta tokių defektų kaip iškraipymas, įtrūkimai ir jautrinimas. Suvirinimo metu nerūdijančio plieno, esančio šalia suvirinimo siūlės, temperatūra pasiekia lygius, kuriuose vyksta mikrostruktūriniai pokyčiai, todėl TIG suvirinimas yra labiausiai paplitęs metodas dėl savo tikslumo ir tinkamumo nerūdijančio plieno savybėms.

 

Aprašymas

 

Nerūdijantis plienas skirstomas į skirtingas rūšis pagal jo mikrostruktūrą ir sudėtį, kurios turi įtakos jo mechaninėms savybėms, atsparumui korozijai ir suvirinamumui. Pagrindiniai tipai yra austenitinis, feritinis, martensitinis, dupleksas ir kritulių -kietėjantis nerūdijantis plienas. Kiekvienam tipui būdingi specifiniai suvirinimo aspektai ir tinkami suvirinimo būdai, nes skiriasi šilumos laidumas, šiluminis plėtimasis ir jautrumas tokiems defektams kaip įtrūkimai ar jautrumas.

 

 

Nerūdijančio plieno tipai ir suvirinimo būdai

 

Nerūdijantis plienas yra geležies -pagrindo lydiniai, kurių sudėtyje yra 15 % ar daugiau chromo ir tam tikro procento nikelio, kuris gali suteikti nepaprastų korozijai-atsparių savybių. Chromo kiekis gali būti koreguojamas kartu su kitais legiravimo elementais, kad atitiktų konkrečius galutinio naudojimo ar gamybos reikalavimus, o toliau pateikiama dažniausiai naudojamų nerūdijančio plieno tipų apžvalga.

 

• √Austenitinis nerūdijantis plienas

Daug chromo (16-26 %) ir nikelio (6-22 %), dažnai su molibdenu (pvz., 304, 316). Jis yra nemagnetinis, puikus atsparumas korozijai ir geras formavimas, yra linkęs į jautrumą (karbido nusodinimą), jei ilgą laiką yra veikiamas 450–850 laipsnių temperatūroje, todėl gali atsirasti tarpkristalinė korozija. Be to, jis turi didelį šiluminį plėtimąsi ir mažą šilumos laidumą, o tai padidina iškraipymo riziką. Populiarios klasės yra 304, 304L (mažai anglies), 316, 316L (mažai anglies), 321 (stabilizuotas titanu). Dėl savo geros korozijai atsparios savybės jie plačiai naudojami maisto perdirbimo įrangoje, chemijos rezervuaruose, vamzdynuose, statybose, infrastruktūroje, telekomunikacijų ir medicinos pramonėje.

Tinkami suvirinimo būdai

1. 1. TIG suvirinimas (GTAW) yra labai rekomenduojamas plonoms pjūviams ir kritinėms reikmėms dėl tikslaus šilumos valdymo, sumažinančio jautrumą ir iškraipymus. Naudokite argoną arba argono{2}}helio apsaugines dujas.
2. 2. MIG/MAG suvirinimas (GMAW) labiau tinka storesnėms sekcijoms ir greitesnei gamybai, naudojant tri-dujų (argono, helio, CO2) mišinį, kad stabilizuotų lanką ir sumažintų purslų susidarymą.
3. 3. Suvirinimas lazdele (SMAW) paprastai naudojamas taisant vietoje arba ne{1}}kritinėmis sąlygomis naudojant mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančius elektrodus (pvz., E308L 304L).

•  
• √Feritinis nerūdijantis plienas

Daug chromo (10,5-30%), mažai nikelio ir mažai anglies (pvz., 430), jis yra magnetinis, vidutinio atsparumo korozijai ir mažesnė kaina nei austenitinės klasės. Tuo tarpu jis yra mažiau jautrus, bet jautrus grūdelių augimui ir trapumui aukštoje temperatūroje, o jo šiluminis plėtimasis yra mažesnis nei austenitinės klasės, todėl sumažėja iškraipymo rizika. Įprastos markės yra 409, 430, 439, o šio tipo feritinis metalas buvo plačiai naudojamas automobilių išmetimo sistemoms, virtuvės prietaisams ir pramoninei įrangai.

Tinkamos suvirinimo technologijos:

1. 1. TIG suvirinimas (GTAW) tinka plonoms pjūviams ir aukštos -kokybės suvirinimo siūlėms, kurios gali gerai valdyti šilumos patekimą ir užkirsti kelią grūdelių augimui.
2. 2. MIG/MAG suvirinimas (GMAW) efektyvus storesnėms medžiagoms ir greitesniam suvirinimui. Kad išvengtumėte per didelės oksidacijos, naudokite argono{2}} pagrindo apsaugines dujas su mažu CO2 kiekiu.
3. 3. Suvirinimas lazdele (SMAW), tinkamas ne-kritinėms reikmėms naudojant atitinkamus elektrodus (pvz., E430).

 

• √Martensitinis nerūdijantis plienas

Daug chromo (11,5{5}}18 %), vidutinio anglies ir mažai nikelio (pvz., 410), jis yra magnetinis, stiprus ir kietas, bet mažesnis atsparumas korozijai, palyginti su kitais tipais. Todėl jis yra jautrus vandenilio -sukeltam įtrūkimui, todėl norint išvengti trapumo, jį reikia iš anksto pašildyti ir po suvirinimo terminio apdorojimo. Jis turi aukštą šilumos laidumą ir mažesnį šilumos plėtimąsi. Įprastos markės yra 410, 420, 440, jos plačiai naudojamos chirurginiams instrumentams ir turbinų mentėms.

Tinkamos suvirinimo technologijos:

1. 1. TIG suvirinimas (GTAW), tinkamas tikslumui ir šilumos įvedimui valdyti naudojant apsaugines argono dujas.
2. 2. Strypinis suvirinimas (SMAW), plačiai naudojamas remontui arba storesnėms atkarpoms su atitinkamais elektrodais (pvz., E410).
3. 3. MIG/MAG suvirinimas (GMAW), rečiau paplitęs, bet gali būti naudojamas tirštesnėms medžiagoms su kontroliuojamais parametrais.

 

• √Dvipusis nerūdijantis plienas

Subalansuotas austenito ir ferito mišinys su dideliu chromo (20-30%), molibdeno ir azoto (pvz., 2205) kiekiu, kuris sujungia didelį stiprumą ir puikų atsparumą korozijai, ypač chloridinėje aplinkoje. Tuo tarpu jis gali susidaryti sigmos fazėms (trapus intermetalinis), jei netinkamai suvirinamas aukštoje temperatūroje. Jis turi vidutinį šilumos plėtimąsi ir laidumą. Įprastos markės yra 2205, 2507 ir tt, jos plačiai naudojamos naftos ir dujų vamzdynuose, cheminiame apdirbime, jūrų aplinkoje.

Tinkamos suvirinimo technologijos:

1. 1. TIG suvirinimas (GTAW), idealiai tinka aukštos kokybės suvirinimui su kontroliuojamu šilumos įvedimu, kad būtų išvengta sigmos fazės susidarymo naudojant argoną arba argono{2}}apsaugines azoto dujas.
2. 2. MIG/MAG suvirinimas (GMAW), tinka storesnėms sekcijoms su tinkamomis apsauginėmis dujomis (argono -helio mišinys su mažu CO2).
3. 3. Strypinis suvirinimas (SMAW), skirtas lauko suvirinimui naudojant specifinius dupleksinius elektrodus (pvz., E2209).

 

• √Krituliai{0}}Kietėjantis nerūdijantis plienas

Jame yra legiruojančių elementų, tokių kaip aliuminis, varis arba niobis, skirtas sustiprinti termiškai apdorojant (pvz., 17-4 PH), pasižymi dideliu stiprumu ir vidutiniu atsparumu korozijai, todėl reikalingas kontroliuojamas suvirinimas, kad būtų išvengta per-senėjimo ar mechaninių savybių praradimo. Populiarios klasės yra 17-4 PH, 15-5 PH, jos plačiai naudojamos aviacijos ir kosmoso komponentams, branduoliniams reaktoriams, didelio stiprumo tvirtinimo detalėms.

Tinkamos suvirinimo technologijos:

1. 1. TIG suvirinimas (GTAW), skirtas tikslumui ir minimaliam šilumos įvedimui, siekiant išsaugoti mechanines savybes.
2. 2. MIG/MAG suvirinimas (GMAW), tinkamas storesnėms sekcijoms su kontroliuojamais parametrais.

 

 

Nerūdijančio plieno suvirinimo aplinkybės

 

Nerūdijantis plienas turi didelį šilumos laidumą ir mažą šiluminį plėtimąsi, todėl suvirinimo metu kyla didesnė iškraipymų ir deformacijų rizika. Be to, jis yra linkęs į jautrumą (praranda atsparumą korozijai), jei per ilgai yra veikiamas aukštoje temperatūroje, ypač naudojant austenitines klases, pvz., 304 ir 316. Norėdami išvengti šių suvirinimo defektų, suvirintojas turi atsižvelgti į šiuos aspektus:

 

• √Išankstinis{0}}valymas

Išvalykite suvirinimo jungtį nuo teršalų, tokių kaip dažai, aliejus, riebalai, gruntai, pjovimo mišiniai ir kiti angliavandeniliai. Tokie teršalai į suvirinimo siūlę gali patekti anglies, pabloginti atsparumą korozijai ir susilpninti jungtį. Labai svarbu yra tai, kad suvirintojui reikia naudoti specialų nerūdijančio plieno šepetėlį, kad išvalytumėte jungtį, ir įsitikinkite, kad nenaudokite šepetėlio, anksčiau naudoto anglinio plieno, nes tai gali užteršti nerūdijančio plieno ruošinį.

• √Užpildo pasirinkimas

Priklausomai nuo darbo apimties pasirenkama tinkama užpildo medžiaga, kuri turi atitikti nerūdijančio plieno rūšį ir pasiekti beveik tokias pačias savybes.

• √Suvirinimo jungčių projektavimas

Suvirinimo siūlės konstrukcija papildo suvirinimo struktūrą, suvirinimo techniką ir medžiagą, ir tai yra vienas iš pagrindinių veiksnių, nulemsiančių suvirinimo stiprumą ir kokybę. Todėl labai svarbu suprasti suvirinimo siūlėms taikomas jėgas, o tai integravus į jungties konstrukciją, bus išvengta konstrukcijos gedimo.

• √Pažymių pasirinkimas

Pasirinkus rūšį, skirtingos markės (pvz., austenitinis, feritinis, martensitinis, dvipusis) elgiasi skirtingai, mažos -anglies klasės (pvz., 304L, 316L) gali sumažinti karbido nusodinimo ir tarpkristalinės korozijos riziką.

• √Šilumos tiekimo valdymas

Šilumos įvesties valdymas, per didelis karštis gali sukelti grūdų augimą, iškraipymą ir atsparumo korozijai praradimą, todėl protinga naudoti mažą šilumos tiekimą ir vengti ilgalaikio aukštų temperatūrų poveikio. Apskritai, kad būtų išvengta korozijos, suvirinimo srovė turėtų būti apie 20% mažesnė nei anglinio plieno.

• √Apsauginės dujos

Apsauginės dujos, apsauginių dujų pasirinkimas tokiuose procesuose kaip MIG ir TIG suvirinimas yra labai svarbus siekiant apsaugoti suvirinimo baseiną nuo užteršimo. Tinkama apsauginių dujų sudėtis sumažins suvirinimo defektų riziką ir pagerins bendrą suvirinimo rezultatą.

 

Todėl, kad suvirintų patikimai, patyręs suvirintojas turi atsižvelgti į išsamų parametrą, įskaitant nerūdijančio plieno rūšį, suvirinimo techniką, šilumos įvestį, apsaugines dujas, maitinimo šaltinį, degiklio kampą, judėjimo greitį ir nusodinimo greitį. Tik efektyviai naudodamas šiuos suvirinimo parametrus, suvirintojas gali pasiekti aukštos ir vienodos kokybės suvirinimo siūles.

 

Defektai ir prevencijos

 

Dažniausiai pasitaikantys nerūdijančio plieno suvirinimo defektai yra įtrūkimai, poringumas, šlako intarpai, nesusiliejimo trūkumas, nepilnas įsiskverbimas, įpjovimai, purslai ir iškraipymai, taip pat užterštumas geležies dalelėmis, karščio atspalviai ir suvirinimo siūlės irimas. Šie defektai sumažina suvirinimo siūlės mechanines savybes ir atsparumą korozijai ir gali atsirasti dėl netinkamo valymo, neteisingų elektrodų/dujų nustatymų, per didelio šilumos kiekio arba mažo šilumos laidumo.

 

• √Kreipimasis

Nerūdijantis plienas turi mažą šilumos laidumą ir didelį šiluminį plėtimąsi, todėl jis gali deformuotis. Per didelis šilumos patekimas suvirinimo metu arba staigus temperatūros pokytis sukelia metalui įtempimą, dėl kurio jis vėsdamas iškraipo. Dažniausias sprendimas yra sumažinti šilumos įvedimą, išvengiant prastos suvirinimo kokybės dėl nepilno ruošinių susiliejimo, o kitas sprendimas – sukurti šilumos šalintuvą, užspaudžiant varį ar žalvarį už arba šalia suvirinimo siūlės, sugeriant nereikalingą šilumą.

 

• √Įtrūkimai

Įtrūkimai gali atsirasti suvirinimo metu arba po jo, o tai gali turėti įtakos dideliam terminiui įtempiui arba netinkamam aušinimo greičiui.

Yra du pagrindiniai krekingo tipai: karštasis krekingas ir šaltasis krekingas. Suvirinimo proceso kietėjimo metu atsiranda karštas įtrūkimas dėl per didelio priemaišų kiekio, pvz., sieros ar fosforo, suvirinimo siūlėje, dėl to gali sumažėti tam tikrų sričių lydymosi temperatūra, todėl metalui kietėjant susidaro įtrūkimai. Tai dažnai pasitaiko aukštos-temperatūrinės siūlės zonose. Šaltas įtrūkimas atsiranda po to, kai suvirinimo siūlė tam tikrą laiką atvėsta nuo kelių valandų iki kelių dienų, ir tai dažnai sukelia liekamasis įtempis, likęs metale po suvirinimo arba vandenilis, kuris absorbuojamas į suvirinimo siūlę. Norint išvengti įtrūkimų, patartina naudoti tinkamas užpildas ir labai atidžiai kontroliuoti aušinimo greitį. Tuo tarpu pagrindinės medžiagos pašildymas gali būti geras būdas sumažinti šiluminį įtampą prieš suvirinant.

 

• √Poringumas

Tai defektas, kai suvirinimo siūlėse įstrigusios dujų kišenės, dėl kurių susidaro mažos tuštumos arba ertmės, o tai dažnai sukelia teršalai, tokie kaip nešvarumai, alyva, rūdys, dėl kurių suvirinant gali patekti dujų. Tada šios dujos sulaikomos išlydytame suvirinimo baseine ir metalui vėsstant susidaro tuštumos. Netinkamų apsauginių dujų naudojimas taip pat gali sukelti poringumą. Drėgmė ir drėgmė ant pagrindinės medžiagos arba užpildų suvirinimo metu gali išgaruoti ir suvirinimo siūlėje susidaryti dujų burbuliukų. Todėl svarbu, kad pagrindinė medžiaga ir užpildo strypai būtų švarūs ir sausi, o suvirinimo proceso metu naudokite tinkamas apsaugines dujas.

 

• √Prastas sintezė

Prastas sulydymas įvyksta, kai suvirinimo metalas netinkamai susilieja su pagrindine medžiaga ir susidaro silpnos jungties vietos, kuriose dvi medžiagos nėra visiškai sujungtos. Tai gali labai sumažinti bendrą suvirinimo siūlės stiprumą ir padidinti gedimo riziką. Šis defektas dažnai atsiranda dėl nepakankamo karščio, netinkamo suvirinimo kampo, didelio važiavimo greičio.

 

• √Suvirinimo purslai

Tai smulkūs išlydyto metalo lašeliai, kurie suvirinimo metu išstumiami iš suvirinimo baseino ir tikrai nesusilpnina siūlės. Tačiau jie turi įtakos išvaizdai, o tai gali sukelti nereikalingą darbą po gydymo. Purslai dažnai atsiranda dėl didelės srovės nustatymų, dėl kurių gali susidaryti per daug purslų, nes išlydytas metalas smarkiai išstumiamas iš suvirinimo baseino. Netinkamas lanko ilgis ir netinkamos apsauginės dujos taip pat gali sukelti purslų nerūdijančio plieno suvirinimo metu. Todėl svarbu sumažinti purslų kiekį, reguliuoti esamus nustatymus ir išlaikyti stabilų lanką, naudojant tinkamas apsaugines dujas, kurių srautas tolygus visoje suvirinimo siūlėje.

 

 

Suvirinant nerūdijantį plieną reikia atkreipti dėmesį į daugelį parametrų, tokių kaip medžiagos savybės, apsauginės dujos, užpildai, šilumos įvedimas ir švara, kad būtų išvengta defektų, tokių kaip iškraipymas, įtrūkimai ir jautrinimas. Patyrę „Fabmann“ suvirintojai laikosi geriausios praktikos nustatydami aparate tinkamą įtampą, srovės stiprumą amperais ir žino, kaip suvirinti tinkamu judėjimo greičiu, atsižvelgiant į nerūdijančio plieno medžiagos storį ir nerūdijančio plieno tipą, kad būtų aukštos kokybės korozijai{1}}atsparios siūlės. „Fabmann“ tiekia aukštos kokybės nerūdijančio plieno laikiklius saulės energijos pramonei, mašinų dalims irventiliacijos gaubtainamų statybos sektoriui.