Nerūsējošā tērauda metināšana

Nerūsējošā tērauda metināšanai jāpievērš īpaša uzmanība materiāla īpašībām, siltuma kontrolei un tīrībai, lai izvairītos no tādiem defektiem kā deformācija, plaisāšana un sensibilizācija. Metināšanas laikā nerūsējošā tērauda temperatūra blakus metinājumam sasniedz līmeni, kurā notiek mikrostrukturālas transformācijas, un tāpēc TIG metināšana ir visizplatītākā tehnika, pateicoties tās precizitātei un piemērotībai nerūsējošā tērauda īpašībām.

 

Apraksts

 

Nerūsējošais tērauds ir iedalīts dažādos veidos, pamatojoties uz tā mikrostruktūru un sastāvu, kas ietekmē tā mehāniskās īpašības, izturību pret koroziju un metināmību. Galvenie veidi ir austenīta, ferīta, martensīta, dupleksa un nokrišņu{1}}rūdīšanas nerūsējošais tērauds, un katram veidam ir specifiski metināšanas apsvērumi un piemērotas metināšanas metodes, jo atšķiras siltumvadītspēja, termiskā izplešanās un jutīgums pret tādiem defektiem kā plaisāšana vai sensibilizācija.

 

 

Nerūsējošā tērauda veidi un metināšanas metodes

 

Nerūsējošais tērauds ir dzelzs-bāzes sakausējumi, kas satur 15% vai vairāk hroma kopā ar noteiktu niķeļa procentuālo daudzumu, kas var nodrošināt izcilas pretkorozijas-izturības īpašības. Hroma saturu var pielāgot kopā ar citiem leģējošiem elementiem, lai atbilstu īpašām gala lietojuma vai ražošanas prasībām, un tālāk ir sniegts pārskats par visizplatītākajiem nerūsējošā tērauda veidiem.

 

• √Austenīta nerūsējošais tērauds

Augsts hroma saturs (16-26%) un niķelis (6-22%), bieži vien ar molibdēnu (piemēram, 304, 316). Tas ir nemagnētisks, izcila izturība pret koroziju un laba formējamība, un tas ir pakļauts sensibilizācijai (karbīda nokrišņiem), ja tas ilgstoši tiek pakļauts 450–850 grādiem, izraisot starpkristālu koroziju. Turklāt tam ir augsta siltuma izplešanās un zema siltumvadītspēja, kas palielina deformācijas risku. Populārākās kategorijas ir 304, 304L (zems oglekļa saturs), 316, 316L (zems oglekļa saturs), 321 (stabilizēts ar titānu). Pateicoties savām labām korozijizturīgām īpašībām, tos plaši izmanto pārtikas pārstrādes iekārtās, ķīmisko vielu tvertnēs, cauruļvados, celtniecībā, infrastruktūrā, telekomunikāciju un medicīnas nozarēs.

Piemērotas metināšanas metodes

1. 1. TIG metināšana (GTAW) ir ļoti ieteicama plānām sekcijām un kritiskiem lietojumiem, jo ​​ir precīza siltuma kontrole, kas samazina sensibilizāciju un kropļojumus. Izmantojiet argonu vai argona{2}}hēlija aizsarggāzi.
2. 2. MIG/MAG metināšana (GMAW) ir piemērotāka biezākām sekcijām un ātrākai ražošanai, izmantojot trīs-gāzes maisījumu (argonu, hēliju, CO2), lai stabilizētu loku un samazinātu izšļakstīšanos.
3. 3. Līdzmetināšanu (SMAW) parasti izmanto remontdarbiem uz vietas vai ne{1}}kritiskām vajadzībām ar zema-oglekļa elektrodiem (piemēram, E308L 304L).

•  
• √Ferīta nerūsējošais tērauds

Augsts hroma saturs (10,5-30%), zems niķeļa saturs un zems oglekļa saturs (piemēram, 430), tas ir magnētisks, vidēji izturīgs pret koroziju un zemākas izmaksas nekā austenīta pakāpēm. Tikmēr tas ir mazāk pakļauts sensibilizācijai, bet jutīgs pret graudu augšanu un trauslumu augstās temperatūrās, un tam ir zemāka termiskā izplešanās nekā austenīta šķirnēm, tādējādi samazinot deformācijas risku. Parastās kategorijas ir 409, 430, 439, un šāda veida ferīta metāls ir plaši izmantots automobiļu izplūdes sistēmās, virtuves iekārtās un rūpnieciskajās iekārtās.

Piemērotas metināšanas metodes:

1. 1. TIG metināšana (GTAW) ir piemērota plānām sekcijām un augstas kvalitātes{1}}metinātām šuvēm, kas var nodrošināt labu siltuma padeves kontroli, lai novērstu graudu augšanu.
2. 2. MIG/MAG metināšana (GMAW) ir efektīva biezākiem materiāliem un ātrākai metināšanai. Izmantojiet aizsarggāzi uz argona- bāzes ar zemu CO2, lai izvairītos no pārmērīgas oksidācijas.
3. 3. Līdzmetināšana (SMAW) ir pieņemama ne-kritiskiem lietojumiem ar atbilstošiem elektrodiem (piemēram, E430).

 

• √Martensīta nerūsējošais tērauds

Augsts hroma saturs (11,5-18%), mērens oglekļa saturs un zems niķeļa saturs (piem., 410), un tam ir magnētiska, augsta izturība un cietība, taču salīdzinājumā ar citiem veidiem ir zemāka izturība pret koroziju. Tāpēc tas ir jutīgs pret ūdeņraža -izraisītu plaisāšanu, un, lai izvairītos no trausluma, ir nepieciešama iepriekšēja uzsildīšana un termiskā apstrāde pēc metināšanas. Tam ir augsta siltuma vadītspēja un zemāka siltuma izplešanās. Parastās kategorijas ir 410, 420, 440, un tās plaši izmanto ķirurģiskiem instrumentiem un turbīnu lāpstiņām.

Piemērotas metināšanas metodes:

1. 1. TIG metināšana (GTAW), piemērota precizitātei un siltuma padeves kontrolei, izmantojot argona aizsarggāzi.
2. 2. Stick Welding (SMAW), plaši izmanto remontam vai biezākām sekcijām ar atbilstošiem elektrodiem (piemēram, E410).
3. 3. MIG/MAG metināšana (GMAW), retāk sastopama, taču to var izmantot biezākiem materiāliem ar kontrolētiem parametriem.

 

• √Dupleksais nerūsējošais tērauds

Līdzsvarots austenīta un ferīta maisījums ar augstu hroma saturu (20-30%), molibdēnu un slāpekli (piemēram, 2205), un tas apvieno augstu izturību un izcilu izturību pret koroziju, īpaši hlorīdu vidē. Tomēr tas ir jutīgs pret sigmas fāzes veidošanos (trausls intermetālisks), ja tas ir nepareizi metināts augstā temperatūrā. Tam ir mērena siltuma izplešanās un vadītspēja. Parastās kategorijas ir 2205, 2507 utt., un tās plaši izmanto naftas un gāzes cauruļvados, ķīmiskajā apstrādē, jūras vidē.

Piemērotas metināšanas metodes:

1. 1. TIG metināšana (GTAW), ideāli piemērota augstas kvalitātes metinātām šuvēm ar kontrolētu siltuma padevi, lai izvairītos no sigma fāzes veidošanās, izmantojot argonu vai argona{2}}slāpekļa aizsarggāzi.
2. 2. MIG/MAG metināšana (GMAW), piemērota biezākām sekcijām ar atbilstošu aizsarggāzi (argona-hēlija maisījumu ar zemu CO2).
3. 3. Stick Welding (SMAW) lauka metināšanai ar dupleksajiem{1}}specifiskiem elektrodiem (piem., E2209).

 

• √Nokrišņi{0}}Nerūsējošā tērauda rūdīšana

Satur leģējošus elementus, piemēram, alumīniju, varu vai niobiju, kas paredzēti stiprināšanai ar termisko apstrādi (piem., 17-4 PH), un tam ir augsta izturība un mērena izturība pret koroziju, kam nepieciešama kontrolēta metināšana, lai izvairītos no pārmērīgas novecošanas vai mehānisko īpašību zuduma. Populārākās kategorijas ir 17-4 PH, 15-5 PH, un tās plaši izmanto kosmosa komponentiem, kodolreaktoriem, augstas stiprības stiprinājumiem.

Piemērotas metināšanas metodes:

1. 1. TIG metināšana (GTAW) precīzai un minimālai siltuma padevei, lai saglabātu mehāniskās īpašības.
2. 2. MIG/MAG metināšana (GMAW), piemērota biezākām sekcijām ar kontrolētiem parametriem.

 

 

Apsvērumi nerūsējošā tērauda metināšanai

 

Nerūsējošajam tēraudam ir augsta siltumvadītspēja un zema siltuma izplešanās, kas rada lielāku deformācijas un deformācijas risku metināšanas laikā. Turklāt tas ir pakļauts sensibilizācijai (korozijas izturības zudumam), ja tas pārāk ilgi tiek pakļauts augstām temperatūrām, īpaši austenīta pakāpēm, piemēram, 304 un 316. Lai izvairītos no šiem metināšanas defektiem, metinātājam ir jāņem vērā šādi aspekti:

 

• √Iepriekšēja{0}}tīrīšana

Notīriet metināšanas savienojumu no piesārņotājiem, piemēram, krāsām, eļļām, taukiem, gruntskrāsām, griešanas savienojumiem un citiem ogļūdeņražiem. Šādi piesārņotāji var ievadīt oglekli metinātajā šuvē, pasliktināt izturību pret koroziju un vājināt savienojumu. Svarīga piezīme ir tāda, ka metinātājam ir jāizmanto īpaša nerūsējošā tērauda birste, lai notīrītu savienojumu, un pārliecinieties, ka neizmantojiet birsti, kas iepriekš tika izmantota oglekļa tēraudam, jo ​​​​tā var piesārņot nerūsējošā tērauda sagatavi.

• √Pildvielas izvēle

Izvēloties piemērotu pildvielas materiālu atkarībā no darba apjoma, un tam jāatbilst nerūsējošā tērauda markai, panākot gandrīz tādas pašas īpašības.

• √Metināto savienojumu dizains

Metināto savienojumu dizains papildina metinājuma struktūru, metināšanas tehniku ​​un materiālu, un tas ir viens no galvenajiem faktoriem, kas noteiks metinājuma stiprību un kvalitāti. Tāpēc ir ļoti svarīgi saprast metinātajām šuvēm pieliktos spēkus, un to integrēšana savienojuma konstrukcijā novērsīs konstrukcijas bojājumus.

• √Pakāpju izvēle

Klases izvēle, dažādas kategorijas (piemēram, austenīta, ferīta, martensīta, dupleksa) darbojas atšķirīgi, zemas -oglekļa kategorijas (piemēram, 304L, 316L) var samazināt karbīda nokrišņu un starpkristālu korozijas risku.

• √Siltuma ievades kontrole

Siltuma ievades kontrole, pārmērīgs karstums var izraisīt graudu augšanu, kropļojumus un izturības pret koroziju zudumu, un ir saprātīgi izmantot zemu siltuma padevi un izvairīties no ilgstošas ​​augstas temperatūras iedarbības. Parasti metināšanas strāvai jābūt par aptuveni 20% mazākai nekā oglekļa tēraudam, lai novērstu koroziju.

• √Aizsarggāze

Aizsarggāze, aizsarggāzes izvēle tādos procesos kā MIG un TIG metināšana ir ļoti svarīga, lai aizsargātu metināšanas baseinu no piesārņojuma. Pareizs aizsarggāzes sastāvs samazinās metinājuma defektu risku un uzlabos metinājuma kopējo rezultātu.

 

Tāpēc, lai veiktu pareizu metināšanu, pieredzējušam metinātājam ir jāņem vērā visaptveroši parametri, tostarp nerūsējošā tērauda marka, metināšanas tehnika, siltuma padeve, aizsarggāze, strāvas padeve, degļa leņķis, kustības ātrums un nogulsnēšanās ātrums. Tikai efektīvi izmantojot šos metināšanas parametrus, metinātājs var iegūt augstas un nemainīgas kvalitātes metināšanas šuves.

 

Defekti un profilakse

 

Visbiežāk sastopamie nerūsējošā tērauda metināšanas defekti ir plaisas, porainība, izdedžu ieslēgumi, saplūšanas trūkums, nepilnīga iespiešanās, zemie griezumi, šļakatas un deformācijas, kā arī piesārņojums ar dzelzs daļiņām, karstuma nokrāsas un metināšanas šuves sabrukšana. Šie defekti samazina metinājuma mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju, un to cēlonis var būt nepareiza tīrīšana, nepareizi elektrodu/gāzes iestatījumi, pārmērīga siltuma padeve vai zema siltumvadītspēja.

 

• √deformācija

Nerūsējošajam tēraudam ir zema siltumvadītspēja un augsta siltuma izplešanās, tāpēc tas ir jutīgs pret deformāciju. Pārmērīga siltuma padeve metināšanas laikā vai strauja temperatūras maiņa pakļauj metālu spriedzi, kā rezultātā tas atdziest. Visizplatītākais risinājums ir samazināt siltuma padevi, vienlaikus izvairoties no sliktas metināšanas kvalitātes nepilnīgas saplūšanas dēļ starp sagatavēm, un vēl viens risinājums ir izveidot siltuma izlietni, nostiprinot varu vai misiņu aiz metināšanas šuves vai blakus tai, absorbējot nevajadzīgu siltumu.

 

• √Krekšķēšana

Plaisāšana var rasties metināšanas laikā vai pēc tās, un to var ietekmēt liels termiskais spriegums vai nepareizs dzesēšanas ātrums.

Ir divi galvenie krekinga veidi: karstā krekinga un aukstā krekinga. Metināšanas procesa sacietēšanas laikā rodas karstā plaisāšana, jo metinātajā šuvē ir pārāk daudz piemaisījumu, piemēram, sērs vai fosfors, kas var pazemināt noteiktu vietu kušanas temperatūru, izraisot plaisu veidošanos, metālam sacietējot. Tas bieži notiek metinātās šuves -temperatūras zonās. Aukstā plaisāšana rodas pēc tam, kad metinātā šuve kādu laiku ir atdzisusi, sākot no dažām stundām līdz dažām dienām, un to bieži izraisa atlikušais spriegums, kas paliek metālā pēc metināšanas, vai ūdeņradis, kas uzsūcas metinātajā šuvē. Lai novērstu plaisāšanu, ir saprātīgi izmantot pareizos pildvielas un ļoti rūpīgi kontrolēt dzesēšanas ātrumu, savukārt pamatmateriāla iepriekšēja uzsildīšana varētu būt labs veids, kā samazināt termisko spriegumu pirms metināšanas.

 

• √Porainība

Tas ir defekts, kurā metinātajās šuvēs ir iesprūdušas gāzes kabatas, radot nelielus tukšumus vai dobumus, un to bieži izraisa piesārņotāji, piemēram, netīrumi, eļļa, rūsa, kas var ievadīt gāzes metināšanā. Pēc tam šīs gāzes tiek ieslodzītas izkausētajā metināšanas baseinā, metālam atdziestot, veidojot tukšumus. Porainību var izraisīt arī nepareizas aizsarggāzes izmantošana. Mitrums un mitrums uz pamatmateriāla vai pildvielām var iztvaikot metināšanas laikā, radot gāzes burbuļus metinātajā šuvē. Tāpēc ir svarīgi, lai pamatmateriāls un pildījuma stieņi būtu tīri un sausi, un izmantotu pareizo aizsarggāzi, lai uzturētu vienmērīgu plūsmu visā metināšanas procesā.

 

• √Slikta Fusion

Slikta saplūšana notiek, ja metinātais metāls pareizi nesaplūst ar pamatmateriālu, un tas rada vājās vietas savienojumā, kur abi materiāli nav pilnībā savienoti. Tas var nopietni samazināt metinājuma kopējo izturību un palielināt atteices risku. Šo defektu bieži izraisa nepietiekams karstums, nepareizs metināšanas leņķis, liels braukšanas ātrums.

 

• √Metināšanas šļakatas

Tie ir mazi izkausēta metāla pilieni, kas metināšanas laikā tiek izspiesti no metināšanas baseina, un tie īsti nevājina metinājumu. Tomēr tie ietekmē izskatu, kas var novest pie nevajadzīga pēcapstrādes darba. Šļakatas bieži izraisa lieli strāvas iestatījumi, kas var radīt pārmērīgu šļakatu, jo izkusušais metāls tiek spēcīgi izspiests no metinātās šuves. Nepareizs loka garums un nepareiza aizsarggāze var izraisīt arī šļakatas nerūsējošā tērauda metināšanas laikā. Tāpēc ir svarīgi samazināt izšļakstīšanos, pielāgot pašreizējos iestatījumus un uzturēt stabilu loku, vienlaikus izmantojot pareizo aizsarggāzi ar vienmērīgu plūsmu visā metinājuma garumā.

 

 

Nerūsējošā tērauda metināšanai jāpievērš uzmanība daudziem parametriem, piemēram, materiāla īpašībām, aizsarggāzei, pildvielām, siltuma padevei un tīrībai, lai izvairītos no tādiem defektiem kā deformācija, plaisāšana un sensibilizācija. Fabmann pieredzējušie metinātāji ievēro labāko praksi, lai iekārtai iestatītu pareizu spriegumu, strāvas stiprumu, un viņi zina, kā metināt ar pareizu kustības ātrumu, pamatojoties uz nerūsējošā tērauda materiāla biezumu un nerūsējošā tērauda veidu, lai iegūtu augstas kvalitātes pret koroziju izturīgas{1} šuves. Fabmann piegādā augstas kvalitātes nerūsējošā tērauda kronšteinus saules enerģijas nozarei, mašīnu daļām unventilācijas vākimāju būvniecības nozarei.