Come evitare la deformazione e la corrosione intergranulare nella saldatura dell'acciaio inossidabile

1 Selezione di consumabili per saldatura in acciaio inossidabile

Gli elettrodi per saldatura in acciaio inossidabile rientrano in due categorie principali secondo lo standard GB/T983-2012: elettrodi in acciaio inossidabile al cromo e elettrodi in acciaio inossidabile al cromo-nichel.

1. Elettrodi in acciaio inossidabile al cromo

   Abbina il normale acciaio inossidabile al cromo per apparecchiature elettriche, petrolifere e chimiche. Questo materiale ha scarsa saldabilità; sono necessari un rigoroso controllo del calore di saldatura e un trattamento post-termico per evitare crepe.

2. Elettrodi in acciaio inossidabile al cromo-nichel

   La scelta principale per la produzione di macchinari medicali, alimentari e di precisione, caratterizzata da una resistenza superiore alla corrosione e all'ossidazione. Regola operativa fondamentale: ridurre la corrente di saldatura di circa il 20% rispetto all'acciaio al carbonio, accorciare la lunghezza dell'arco e adottare cordoni di saldatura stretti con raffreddamento rapido dell'interstrato per bloccare la corrosione intergranulare.

2 Standard operativi fondamentali per la saldatura TIG dell'acciaio inossidabile

La saldatura TIG si adatta a piastre in acciaio inossidabile inferiori a 6 mm, offrendo saldature lisce e deformazione minima. Adottare un alimentatore caratteristico esterno verticale con polarità diritta CC (pezzo positivo, elettrodo di tungsteno negativo).

1. Requisiti del gas di protezione

   Argon puro con purezza del 99,99%. Portata del gas: 8–10 L/min per corrente 50–150 A; 12–15 L/min per corrente da 150–250 A.

2. Prolunga per elettrodo di tungsteno

   4–5 mm per saldatura in piano; 2–3 mm per saldature d'angolo con scarsa schermatura; 5–6 mm per scanalature profonde. La distanza tra l'ugello e il pezzo da lavorare non deve superare i 15 mm.

3. Controllo della lunghezza dell'arco

   1–3 mm per l'acciaio inossidabile, più corto della saldatura dell'acciaio al carbonio. Un arco eccessivamente lungo danneggia la protezione dell'argon e provoca pori di ossidazione.

4. Pulizia pre-saldatura

   Rimuovere completamente gli strati di olio, ruggine e ossido sui cordoni di saldatura per evitare pori interni.

5. Schermatura posteriore per passaggio radicolare

   Aggiungere protezione argon sul retro dei giunti di testa per prevenire l'ossidazione delle radici e la corrosione intergranulare.

6. Torcia e angolo del filo

   Mantenere 80–85° tra l'elettrodo di tungsteno e il pezzo da lavorare; mantenere l'angolo del filo di apporto inferiore a 10° per stabilizzare il bagno di fusione.

7. Isolamento dal vento

   Imposta barriere antivento per i lavori all'aperto. Le officine al chiuso necessitano di ventilazione per prevenire disturbi di gas.

3 Specifiche standard per la saldatura MIG dell'acciaio inossidabile

Adottare un alimentatore con caratteristica piatta con polarità inversa CC (cavo positivo).

1. Opzioni del gas di protezione

   Argon puro al 99,99% o miscela di Ar+2% ossigeno, flusso controllato a 20–25 L/min.

2. Impostazione della lunghezza dell'arco

   Operare in modalità trasferimento spruzzo, regolare la tensione per mantenere la lunghezza dell'arco tra 4 e 6 mm.

3. Protezione dal vento

   Anche un vento leggero superiore a 0,5 m/s crea pori di saldatura; i deflettori antivento sono obbligatori per le aree di officina aperte.

4 Regole operative per la saldatura di fili animati in acciaio inossidabile

È possibile utilizzare normali saldatrici a CO2, regolare leggermente la pressione dell'alimentatore filo.

1. Modalità di alimentazione: caratteristica piatta polarità inversa CC.

2. Gas di protezione: CO2, portata 20–25 L/min.

3. Distanza tra l'ugello della torcia e il pezzo da lavorare: 15–25 mm.

4. Lunghezza estensione cavo: 15 mm quando la corrente è inferiore a 250 A; 20–25 mm quando la corrente è superiore a 250 A.

5 Prevenzione della sorgente: eliminazione della deformazione della saldatura dell'acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile si espande molto più dell'acciaio al carbonio sotto calore. Utilizzare metodi combinati di progettazione e processo per controllare la distorsione:

1. Principio del basso apporto termico

   Utilizzare corrente piccola, cordone di saldatura stretto, velocità di spostamento elevata, saldatura a passaggio sottile multistrato per ridurre l'accumulo di calore totale. Evitare saldature larghe a passata singola.

2. Bloccaggio dell'attrezzatura

   Fissare i pezzi con morsetti rigidi prima della saldatura per limitare il ritiro dovuto alla dilatazione termica libera.

3. Sequenza di saldatura simmetrica

   Adottare la saldatura saltata e la saldatura segmentata per bilanciare lo stress da contrazione unilaterale.

4. Deformazione inversa preimpostata

   Riservare l'offset inverso in base alla legge sul ritiro del materiale per contrastare la flessione post-saldatura.

5. Raffreddamento rapido dell'interstrato

   Raffreddare rapidamente ogni strato di saldatura dopo la finitura per abbreviare il tempo di permanenza alle alte temperature e ridurre la deformazione da stress residuo.

6 misure fondamentali per prevenire la corrosione intergranulare

La corrosione intergranulare si verifica quando l'acciaio inossidabile rimane a lungo a 450–850°C, provocando la precipitazione di carburo di cromo ai bordi dei grani. Soluzioni principali:

1. Limitare rigorosamente l'apporto di calore

   Evitare il surriscaldamento e il raffreddamento lento; completare la saldatura velocemente e raffreddare rapidamente il pezzo dopo la saldatura.

2. Materiali di consumo per saldatura a basso contenuto di carbonio

   Selezionare un filo/elettrodo in acciaio inossidabile a bassissimo tenore di carbonio per ridurre il rischio di precipitazione del carburo di cromo.

3. Riempimento in lega stabilizzata

   Utilizzare materiali di saldatura contenenti niobio e titanio per combinare elementi di carbonio e proteggere il cromo nella matrice.

4. Trattamento della soluzione post-saldatura

   Per elevati requisiti anticorrosivi, eseguire la solubilizzazione ad alta temperatura per sciogliere i carburi precipitati e ripristinare una distribuzione uniforme del cromo.

7 Conclusione

La deformazione e la corrosione intergranulare sono i due rischi di guasto più comuni nella fabbricazione dell'acciaio inossidabile. Un ragionevole abbinamento di materiali di consumo per saldatura, parametri operativi standardizzati TIG/MIG/filo animato, tecniche di saldatura a basso apporto di calore e trattamento termico post-saldatura possono risolvere sostanzialmente questi due problemi principali. I processi di saldatura standardizzati non solo riducono il tasso di scarto dei pezzi, ma prolungano anche la durata anticorrosione dei prodotti in acciaio inossidabile.

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