Cechy spawania części ze stali nierdzewnej
Główne trudności pojawiające się podczas spawania stali nierdzewnej związane są z faktem, że materiał ten należy do grupy stopów wysokostopowych, a zatem zawiera wiele różnych elementów, które określają jego podstawowe właściwości. Tak więc w swoim składzie jest taki związek jak chrom. Jego udział w stopie może osiągnąć 12–30%. Chrom, podobnie jak inne pierwiastki zawarte w składzie stali nierdzewnej - molibden, mangan, tytan i nikiel, zapewnia temu metalowi właściwości antykorozyjne. Ale jednocześnie stal nierdzewna otrzymuje od niego wiele funkcji, które wpływają na jej spawalność.
Dlatego przy spawaniu stali nierdzewnej konieczne jest uwzględnienie szeregu cech tego materiału.
Wysoki współczynnik rozszerzalności liniowej . Ze względu na tę funkcję podczas spawania części ze stali nierdzewnej, nieuchronnie ulegają one znacznym odkształceniom. Czasami deformacja spowodowana przez tę właściwość może powodować duże pęknięcia, jeśli części przygotowane do łączenia są grubsze i nie ma między nimi szczeliny.- Niska przewodność cieplna . W przeciwieństwie do stopów niskoemisyjnych stal nierdzewna ma półtora do dwóch razy mniejszą przewodność cieplną. Ze względu na tę funkcję podczas spawania części topią się nawet przy prądach o mniejszej wielkości niż przy łączeniu części ze stali niskowęglowej.
- Korozja międzykrystaliczna . W warunkach, w których stal nierdzewna podczas spawania poddawana jest silnemu nagrzewaniu (do temperatury +500 stopni Celsjusza i powyżej), należy zaobserwować takie zjawisko jak korozja międzykrystaliczna. Wynika to z faktu, że na krawędziach ziaren struktury metalowej tworzą się międzywarstwy składające się z węglika chromu i żelaza.
Ale zjawisku temu można zapobiec, jeśli wybierze się tryb spawania ze szczególną starannością, a także wymusza chłodzenie łączonych elementów, z którymi zwykła woda może łatwo sobie poradzić. Należy jednak pamiętać, że ta metoda chłodzenia może być stosowana tylko do wyrobów ze stali chromowo-niklowych o wewnętrznej strukturze austenitycznej.
- Przegrzanie elektrod za pomocą prętów chromowo-niklowych . Biorąc pod uwagę, że spawane materiały mają niską przewodność cieplną i wysoką rezystancję elektryczną, podczas ich łączenia elektrody, których pręty składają się ze związku chromowo-niklowego, często podgrzewają się do krytycznych temperatur. Takiemu zjawisku można zapobiec tylko wtedy, gdy do spawania stosowane są elektrody o długości nie większej niż 35 cm.
Popularne metody spawania
Jeśli to konieczne, połączenie produktów ze stali nierdzewnej z wysoką zawartością chromu, ich spawanie można wykonać na kilka sposobów. Do tej pory najczęstsze są następujące rodzaje spawania :
- Łuk argonowy. Do tego rodzaju spawania stosowane są elektrody wolframowe i tryby TIG AC / DC.
Spawanie elektrodami otulonymi w trybie MMA.- Półautomatyczne spawanie łukowe. Wykonano w medium argonowym w trybie MIG, a także drut ze stali nierdzewnej.
- Spawanie na zimno, które jest wykonywane pod wysokim ciśnieniem.
- Spawanie szwów i zgrzewanie punktowe.
Przed przystąpieniem do spawania stali nierdzewnej konieczne jest odtłuszczenie ich powierzchni, dla których można stosować benzynę lotniczą lub aceton. Ma to na celu zmniejszenie porowatości tworzonej spoiny, a także zapewnienie większej stabilności łuku spawalniczego. Dopiero po zakończeniu tej operacji można przejść bezpośrednio do spawania obrabianych przedmiotów w wybrany sposób.
Do spawania elementów ze stali nierdzewnej można użyć kilku metod, spośród których są najczęściej używane i używane w rzadkich przypadkach. Ostateczny wybór najbardziej odpowiedniej metody powinien zostać dokonany z uwzględnieniem szczególnych warunków i wymagań, które musi spełnić wykonane połączenie.
Elektrody kryte
Najczęściej spawanie półwyrobów ze stali nierdzewnej wykonuje się metodą MMA, która polega na stosowaniu elektrod powlekanych. Jego główne zalety to prostota i wszechstronność, która pozwala na stosowanie go nawet w warunkach domowych, chociaż nie jest w stanie zapewnić wysokiej jakości szwu.
Pomimo tego, że ten rodzaj spawania stali nierdzewnej elektrodami MMA nadaje się do użytku w domu, aby go użyć, trzeba będzie kupić specjalną spawarkę - falownik.
Aby zapewnić niezawodne połączenie produktów ze stali nierdzewnej za pomocą falownika, ważne jest, aby wybrać odpowiednie elektrody. Do tej pory cała gama elektrod używanych do łączenia stali nierdzewnej może być reprezentowana jako dwie grupy:
- Z powłoką na bazie dwutlenku tytanu rutylu. Przy stosowaniu takich elektrod liczba odprysków metalu powstających podczas pracy jest zminimalizowana, a stabilność łuku jest zapewniona, ale ich zastosowanie jest możliwe tylko przy prądzie stałym i odwrotnej polaryzacji.
- Powlekane na bazie węglanu magnezu i wapnia. Podczas pracy z tymi elektrodami spawanie odbywa się za pomocą prądu stałego i odwrotnej polaryzacji.
Ręczny i półautomatyczny w argonie
Podczas ręcznego spawania wyrobów ze stali nierdzewnej w środowisku argonowym zwykle używane są elektrody wolframowe. Ta metoda łączenia części nadaje się do użytku w domu, zapewniając wysokiej jakości i niezawodne połączenie produktów o małej grubości. Najczęściej ten typ elektrod jest używany podczas pracy przy układaniu połączeń z rur przeznaczonych do dostarczania w warunkach gazów pod wysokim ciśnieniem lub różnych cieczy.
Ta technologia ma wiele funkcji, których nie zna się przed użyciem:
Podczas spawania ważne jest, aby wolfram, z którego wykonane są elektrody, nie dostał się do stopionego metalu w strefie spawania. Zadanie to rozwiązuje się, zapalając łuk w sposób zbliżeniowy. W przypadku, gdy nie można tego zrobić na części, łuk można zapalić na oddzielnym piecu węglowym, a następnie ostrożnie przenieść do połączonych elementów.- Ta metoda spawania produktów ze stali nierdzewnej może być stosowana zarówno z prądem stałym, jak i zmiennym.
- Przy wyborze optymalnego trybu spawania uwzględnia się grubość łączonych części. Mówiąc o trybach, mówimy o ilości zużytego gazu ochronnego, wybranych wskaźnikach prądu do spawania dodatku, średnicy drutu, przekroju elektrody wolframowej.
- Drut wypełniający używany do spawania powinien mieć wyższy poziom domieszkowania niż łączone półfabrykaty.
- Podczas spawania elektrody do stali nierdzewnych powinny utrzymywać stabilną pozycję. Nieprzestrzeganie tego wymogu może naruszać strefę spawania i utlenianie metalu w jego obszarze.
Jedną z zalet stosowania tej metody spawania jest to, że pozwala znacznie zaoszczędzić elektrody wolframowe. W tym celu po zakończeniu prac spawalniczych konieczne jest, aby nie wyłączać zasilania argonem na około 15 sekund. Ta technika pozwala chronić gorącą elektrodę wolframową przed aktywnym utlenianiem.
Elektrody w sposób półautomatyczny
Ta metoda spawania wyrobów ze stali nierdzewnej w środowisku argonu praktycznie nie różni się od klasycznej instrukcji ręcznej. Jedyna różnica między nimi polega na tym, że drut wchodzi do strefy spawania za pomocą specjalnego sprzętu. Mechanizacja tego procesu pozwala zwiększyć jego dokładność i szybkość.
Jeśli istnieje sprzęt półautomatyczny, specjalista może zastosować następujące metody spawania produktów ze stali nierdzewnej:
Metoda transferu strumieniowego . Jego główną zaletą jest to, że może być używany do tworzenia niezawodnych połączeń podczas pracy z częściami o znacznej grubości.- Spawanie łukiem krótkim . Przeznaczony jest głównie do łączenia półfabrykatów o małej grubości.
- Spawanie impulsowe . Uniwersalna metoda łączenia części, która gwarantuje wysokiej jakości i niezawodne połączenia oraz maksymalną oszczędność materiałów eksploatacyjnych.
Jaki rodzaj elektrod do gotowania stali nierdzewnej
Aby dowiedzieć się, który typ elektrod najlepiej nadaje się do spawania stali nierdzewnej, należy odwołać się do GOST 10052−75, z którego można dowiedzieć się o cechach istniejących typów materiałów eksploatacyjnych i zaleceń dotyczących ich wyboru do pracy z metalem o określonym składzie chemicznym. Możesz wybrać najbardziej odpowiedni rodzaj elektrod do spawania stali nierdzewnej, które spełniają wymagania tego GOST, jeśli znasz rodzaj metalu, z którego chcesz połączyć elementy.
Inne sposoby spawania stali nierdzewnej
W niektórych sytuacjach specjaliści muszą rozważyć alternatywne metody spawania produktów ze stali nierdzewnej, które umożliwiają tworzenie niezawodnych połączeń tylko w specjalnych warunkach. Obejmują one następujące metody wykorzystujące specjalne urządzenia spawalnicze.
Wiązka laserowa
Wśród zalet tej metody łączenia części ze stali nierdzewnej, należy zwrócić uwagę na zachowanie początkowych wskaźników wytrzymałości metalu w strefie spawania ze względu na zwiększoną ekspozycję na temperaturę, minimalny czas wymagany do chłodzenia, brak pęknięć po spawaniu i tworzenie minimalnej wielkości ziarna w jego strukturze. Sama metoda, jak również sprzęt umożliwiający jej wdrożenie, jest aktywnie wykorzystywany w różnych gałęziach przemysłu, w tym w układaniu komunikacji, w przemyśle motoryzacyjnym itp.
Zimno pod wielką presją
W tej metodzie łączenia części ze stali nierdzewnej materiał nie ulega stopieniu. Połączenie półwyrobów zapewnia specjalne oddziaływanie ich sieci krystalicznych. W zależności od tego, jakiego rodzaju połączenie jest niezbędne do uzyskania oraz ze szczegółami dotyczącymi formy pracy, nacisk może być wywierany na jedną lub obie na raz.
Spawanie kontaktowe produktów ze stali nierdzewnej
W tej metodzie łączenia produktów ze stali nierdzewnej można zastosować technologię punktową lub rolkową. Umożliwia łączenie cienkich blach ze stali nierdzewnej o grubości do 2 mm. Warto zauważyć, że podczas spawania części za pomocą tej metody, to samo urządzenie jest używane jak podczas spawania innych metali.
Stal nierdzewna jest jednym z najpopularniejszych materiałów, z których wytwarza się różne wyroby i struktury metalowe. Proces spawania części ma jednak swoje własne cechy, które każdy specjalista musi wziąć pod uwagę. Dotyczy to zwłaszcza rzemieślników domowych, z których wielu nie wie, jak spawać stal nierdzewną z falownikiem w domu.
Materiał ten różni się od stali niskowęglowych zawartością pewnego zestawu elementów, które powodują pewne trudności przy łączeniu części ze stali nierdzewnej. Jest to jeden z głównych punktów, które musisz wiedzieć przed rozpoczęciem spawania. Faktem jest, że każdy element elementu ze stali nierdzewnej ma specjalne właściwości, które bezpośrednio wpływają na właściwości, które wykazuje stal nierdzewna podczas spawania. Specjalne właściwości fizyczne i skład chemiczny stali nierdzewnej wymagają zastosowania pewnych metod spawania produktów wykonanych z tego metalu.
Wybór najodpowiedniejszej metody powinien być przeprowadzony z uwzględnieniem charakterystyk łączonych części, a także stosowanych elektrod. Może również znacząco wpłynąć na jakość i niezawodność tworzonego połączenia.