Svařování nerezové oceli

Svařování nerezové oceli vyžaduje zvláštní pozornost k vlastnostem materiálu, kontrole tepla a čistotě, aby se zabránilo defektům, jako je deformace, praskání a senzibilizace. Během svařování dosahují teploty nerezové oceli sousedící se svarem úrovní, při kterých dochází k mikrostrukturálním transformacím, a proto je svařování TIG nejběžnější technikou díky své přesnosti a vhodnosti pro vlastnosti nerezové oceli.

 

Popis

 

Nerezová ocel je kategorizována do různých typů na základě její mikrostruktury a složení, které ovlivňují její mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a svařitelnost. Hlavní typy jsou austenitické, feritické, martenzitické, duplexní a precipitační-nerezové oceli a každý typ má specifické požadavky na svařování a vhodné svařovací techniky kvůli rozdílům v tepelné vodivosti, tepelné roztažnosti a náchylnosti k defektům, jako je praskání nebo senzibilizace.

 

 

Typy nerezové oceli a svařovací techniky

 

Nerezové oceli jsou slitiny na bázi železa-obsahující 15 % nebo více chrómu spolu s určitým procentem niklu, které mohou poskytnout mimořádné vlastnosti odolné vůči korozi-. Obsah chrómu lze upravit společně s dalšími legujícími prvky tak, aby splňovaly specifické požadavky konečného použití nebo výroby, a níže je přehled nejběžnějších typů nerezové oceli.

 

• √Austenitická nerezová ocel

Vysoký obsah chrómu (16-26 %) a niklu (6-22 %), často s molybdenem (např. 304, 316). Je nemagnetický, má vynikající odolnost proti korozi a má dobrou tvarovatelnost a je náchylný k senzibilizaci (srážení karbidů), pokud je vystaven teplotám 450-850 stupňů po delší dobu, což vede k mezikrystalové korozi. Navíc má vysokou tepelnou roztažnost a nízkou tepelnou vodivost, což zvyšuje riziko zkreslení. Oblíbené třídy jsou 304, 304L (nízkouhlíkové), 316, 316L (nízkouhlíkové), 321 (stabilizované titanem). Díky své dobré korozivzdorné vlastnosti jsou široce používány v potravinářských zařízeních, chemických nádržích, potrubí, stavebnictví, infrastruktuře, telekomunikacích a lékařském průmyslu.

Vhodné svařovací techniky

1. 1. TIG Welding (GTAW) je vysoce doporučeno pro tenké řezy a kritické aplikace kvůli přesné regulaci tepla, minimalizaci citlivosti a zkreslení. Použijte argon nebo argon-héliový ochranný plyn.
2. 2. MIG/MAG Welding (GMAW) je vhodnější pro silnější profily a rychlejší výrobu, používá tri-směsný plyn (argon, helium, CO2) ke stabilizaci oblouku a může snížit rozstřik.
3. 3. Svařování tyčí (SMAW) se běžně používá pro opravy v terénu nebo pro ne-kritické aplikace s nízkouhlíkovými{2}}elektrodami (např. E308L pro 304L).

•  
• √Feritická nerezová ocel

Vysoký obsah chrómu (10,5-30 %), nízký obsah niklu a nízký obsah uhlíku (např. 430), je magnetický, má střední odolnost proti korozi a má nižší cenu než austenitické druhy. Mezitím je méně náchylný ke senzibilizaci, ale náchylný k růstu zrn a křehnutí při vysokých teplotách a má nižší tepelnou roztažnost než austenitické druhy, což snižuje riziko deformace. Běžné třídy jsou 409, 430, 439 a tento typ feritického kovu je široce používán pro automobilové výfukové systémy, kuchyňské spotřebiče a průmyslová zařízení.

Vhodné svařovací techniky:

1. 1. TIG Welding (GTAW) je vhodný pro tenké řezy a vysoce kvalitní svary-, které mohou poskytnout dobrou kontrolu nad přívodem tepla a zabránit růstu zrn.
2. 2. MIG/MAG Welding (GMAW) efektivní pro silnější materiály a rychlejší svařování. Používejte ochranný plyn-na bázi argonu s nízkým obsahem CO2, abyste zabránili nadměrné oxidaci.
3. 3. Stick Welding (SMAW) přijatelné pro ne-kritické aplikace s vhodnými elektrodami (např. E430).

 

• √Martenzitická nerezová ocel

Vysoký obsah chrómu (11,5{5}}18 %), střední množství uhlíku a nízký obsah niklu (např. 410) a magnetické, vysoká pevnost a tvrdost, ale nižší odolnost proti korozi ve srovnání s jinými typy. Proto je náchylný k praskání způsobenému vodíkem-a vyžaduje předehřátí a tepelné zpracování po svařování, aby se zabránilo křehnutí. Má vysokou tepelnou vodivost a nižší tepelnou roztažnost. Běžné třídy jsou 410, 420, 440 a jsou široce používány pro chirurgické nástroje a lopatky turbín.

Vhodné svařovací techniky:

1. 1. TIG Welding (GTAW), vhodné pro přesnost a kontrolu nad přívodem tepla pomocí ochranného plynu argonu.
2. 2. Stick Welding (SMAW), široce používaný pro opravy nebo silnější profily s odpovídajícími elektrodami (např. E410).
3. 3. Svařování MIG/MAG (GMAW), méně obvyklé, ale lze jej použít pro silnější materiály s kontrolovanými parametry.

 

• √Duplex z nerezové oceli

Vyvážená směs austenitu a feritu s vysokým obsahem chrómu (20-30 %), molybdenu a dusíku (např. 2205) a kombinuje vysokou pevnost a vynikající odolnost proti korozi, zejména v chloridovém prostředí. I když je náchylný k vytváření sigma fáze (křehké intermetalické), pokud je nesprávně svařován při vysokých teplotách. Má mírnou tepelnou roztažnost a vodivost. Běžné třídy jsou 2205, 2507 atd. a jsou široce používány v ropovodech a plynovodech, chemickém zpracování a mořském prostředí.

Vhodné svařovací techniky:

1. 1. TIG Welding (GTAW), ideální pro vysoce kvalitní-svary s řízeným přívodem tepla, aby se zabránilo tvorbě sigma fáze pomocí argonu nebo argonového-dusíkového ochranného plynu.
2. 2. Svařování MIG/MAG (GMAW), vhodné pro silnější profily se správným ochranným plynem (argon-héliová směs s nízkým obsahem CO2).
3. 3. Stick Welding (SMAW) pro svařování v terénu pomocí duplexních{1}}specifických elektrod (např. E2209).

 

• √Precipitation-Kalení nerezové oceli

Obsahuje legující prvky, jako je hliník, měď nebo niob pro zpevnění tepelným zpracováním (např. 17-4 PH), a má vysokou pevnost a střední odolnost proti korozi, což vyžaduje řízené svařování, aby se zabránilo nadměrnému-stárnutí nebo ztrátě mechanických vlastností. Populární třídy jsou 17-4 PH, 15-5 PH a jsou široce používány pro letecké komponenty, jaderné reaktory, vysokopevnostní spojovací prvky.

Vhodné svařovací techniky:

1. 1. TIG Welding (GTAW) pro přesnost a minimální přívod tepla pro zachování mechanických vlastností.
2. 2. Svařování MIG/MAG (GMAW), vhodné pro silnější profily s kontrolovanými parametry.

 

 

Důležité informace pro svařování nerezové oceli

 

Nerezová ocel má vysokou tepelnou vodivost a nízkou tepelnou roztažnost, což vede k vyššímu riziku deformace a deformace během svařování. Navíc je náchylný ke senzibilizaci (ztráta odolnosti proti korozi), pokud je příliš dlouho vystaven vysokým teplotám, zejména u austenitických jakostí jako 304 a 316. Aby se vyhnul těmto vadám svařování, svářeč nemusí vzít v úvahu následující aspekty:

 

• √Před-čištění

Očistěte svarový spoj od nečistot, jako jsou barvy, olej, mazivo, základní nátěry, řezné směsi a další uhlovodíky. Takové nečistoty mohou do svaru vnášet uhlík, zhoršovat odolnost proti korozi a oslabovat spoj. Velmi důležitá poznámka je, že svářeč potřebuje k čištění spoje použít speciální kartáč z nerezové oceli a ujistěte se, že nepoužívá kartáč, který se dříve používal na uhlíkovou ocel, protože by mohl kontaminovat obrobek z nerezové oceli.

• √Výběr výplně

Výběr vhodného výplňového materiálu v závislosti na rozsahu práce a musí odpovídat jakosti nerezové oceli a dosáhnout téměř stejných vlastností.

• √Návrh svarového spoje

Konstrukce svarového spoje doplňuje strukturu svaru, svařovací techniku ​​a materiál a je jedním z hlavních faktorů, které určují pevnost a kvalitu svarů. Proto je důležité porozumět silám působícím na svary a jejich integrace do návrhu spoje zabrání strukturálnímu selhání.

• √Výběr třídy

Volba jakosti, různé třídy (např. austenitické, feritické, martenzitické, duplexní) se chovají odlišně, nízko{2}}uhlíkové třídy (např. 304L, 316L) mohou minimalizovat riziko srážení karbidů a mezikrystalové koroze.

• √Regulace tepelného příkonu

Regulace tepelného příkonu, nadměrné teplo může způsobit růst zrn, deformaci a ztrátu odolnosti proti korozi, a proto je rozumné používat nízký příkon tepla a vyhýbat se dlouhodobému vystavení vysokým teplotám. Obecně by měl být svařovací proud asi o 20 % menší než u uhlíkové oceli, aby se zabránilo korozi.

• √Ochranný plyn

Ochranný plyn, volba ochranného plynu v procesech, jako je svařování MIG a TIG, je zásadní pro ochranu svarové lázně před kontaminací. Správné složení ochranného plynu sníží riziko defektů svaru a zlepší celkový výsledek svaru.

 

Proto, aby bylo zajištěno kvalitní svařování, musí zkušený svářeč vzít v úvahu komplexní parametr, včetně jakosti nerezové oceli, svařovací techniky, tepelného příkonu, ochranného plynu, napájení, úhlu hořáku, rychlosti posuvu a rychlosti nanášení. Pouze efektivním využitím těchto parametrů svařování může svářeč dosáhnout vysoké a stálé kvality svarů.

 

Závady a prevence

 

Mezi nejčastější vady svařování u nerezové oceli patří praskliny, pórovitost, vměstky strusky, nedostatečná tavenina, neúplná penetrace, podříznutí, rozstřik a deformace, spolu s kontaminací částicemi železa, tepelnými odstíny a rozpadem svaru. Tyto vady snižují mechanické vlastnosti svaru a odolnost proti korozi a mohou pramenit z nesprávného čištění, nesprávného nastavení elektrody/plynu, nadměrného tepelného příkonu nebo nízké tepelné vodivosti.

 

• √Pokřivení

Nerezová ocel má nízkou tepelnou vodivost a vysokou tepelnou roztažnost, díky čemuž je náchylná k deformaci. Nadměrný přívod tepla během svařování nebo rychlá změna teploty vystavuje kov napětí, což má za následek deformaci při ochlazování. Nejběžnějším řešením je snížení tepelného příkonu a zároveň zamezení špatné kvality svaru v důsledku neúplného svaru mezi obrobky a dalším řešením je vytvoření chladiče upnutím mědi nebo mosazi za nebo vedle svarového švu, který absorbuje zbytečné teplo.

 

• √Praskání

K praskání může dojít během svařování nebo po něm a může být ovlivněno vysokým tepelným namáháním nebo nesprávnou rychlostí chlazení.

Existují dva hlavní typy praskání: praskání za tepla a praskání za studena. K praskání za tepla dochází během tuhnutí svařovacího procesu v důsledku nadměrného množství nečistot, jako je síra nebo fosfor ve svaru, což může snížit bod tání určitých oblastí, což způsobí tvorbu trhlin, když kov tuhne. Často se vyskytuje v oblastech svaru s vysokou-teplotou. K praskání za studena dochází po ochlazení svaru po určitou dobu v rozmezí několika hodin až dnů a je často způsobeno zbytkovým napětím zanechaným v kovu po svařování nebo vodíkem, který se absorbuje do svaru. Aby se zabránilo praskání, je rozumné používat správné přídavné materiály a velmi pečlivě kontrolovat rychlost chlazení. Mezitím předehřátí základního materiálu může být dobrým způsobem, jak snížit tepelné namáhání před svařováním.

 

• √Pórovitost

Je to vada, kdy se ve svarech zachycují plynové kapsy, které vedou k malým dutinám nebo dutinám, a je často způsobena nečistotami, jako je špína, olej, rez, které mohou zavádět plyny do svařování. Tyto plyny jsou pak zachyceny v roztavené svarové lázni a při chladnutí kovu vytvářejí dutiny. Použití nevhodného ochranného plynu může také způsobit poréznost. Vlhkost a vlhkost na základním materiálu nebo plnivech se mohou během svařování vypařovat a vytvářet plynové bubliny ve svaru. Proto je důležité udržovat základní materiál a výplňové tyče čisté a suché a používat správný ochranný plyn pro udržení konzistentního toku během procesu svařování.

 

• √Chudák Fusion

Ke špatnému svaru dochází, když se svarový kov řádně nespojí se základním materiálem a ve spoji se vytvoří slabá místa, kde oba materiály nejsou zcela spojeny. To může vážně snížit celkovou pevnost svaru a zvýšit riziko selhání. Tato vada je často způsobena nedostatečným teplem, nesprávným úhlem svařování, vysokou rychlostí pojezdu.

 

• √Svařovací rozstřiky

Jsou to malé kapičky roztaveného kovu, které se při svařování vytlačují ze svarové lázně a ve skutečnosti svar neoslabují. Ovlivňují však vzhled, což může vést ke zbytečné práci po ošetření. Rozstřiky jsou často způsobeny nastavením vysokého proudu, který může způsobit nadměrné rozstřikování, protože roztavený kov je prudce vymrštěn ze svarové lázně. Nesprávná délka oblouku a nevhodný ochranný plyn mohou také způsobit rozstřik při svařování nerezové oceli. Proto je důležité snížit rozstřik, upravit nastavení proudu a udržovat stabilní oblouk a přitom používat správný ochranný plyn se stálým prouděním v celém svaru.

 

 

Svařování nerezové oceli vyžaduje pozornost k mnoha parametrům, jako jsou vlastnosti materiálu, ochranný plyn, plniva, přívod tepla a čistota, aby se zabránilo defektům, jako je deformace, praskání a senzibilizace. Zkušení svářeči Fabmann dodržují osvědčené postupy pro nastavení stroje na správné napětí, proud a vědí, jak svařovat správnou rychlostí pojezdu podle tloušťky materiálu nerezové oceli a typu nerezové oceli, aby bylo dosaženo vysoce kvalitních svarů odolných proti korozi-. Fabmann dodává vysoce kvalitní nerezové držáky na zakázku pro solární energetiku, strojní díly aventilační krytypro sektor výstavby rodinných domů.