Как избежать деформации и межкристаллитной коррозии при сварке нержавеющей стали

1 Выбор расходных материалов для сварки нержавеющей стали

Согласно стандарту GB/T983-2012 сварочные электроды из нержавеющей стали делятся на две основные категории: электроды из хромистой нержавеющей стали и хромоникелевые электроды из нержавеющей стали.

1. Электроды из хромированной нержавеющей стали

   Подходит для обычной хромированной нержавеющей стали для энергетического, нефтяного и химического оборудования. Этот материал имеет плохую свариваемость; Во избежание образования трещин требуется строгий контроль сварочной температуры и последующая термообработка.

2. Электроды из хромоникелевой нержавеющей стали

   Основной выбор для производства медицинского, пищевого и точного оборудования, обладающий превосходной стойкостью к коррозии и окислению. Основное правило эксплуатации: снизить сварочный ток примерно на 20% по сравнению с углеродистой сталью, сократить длину дуги и использовать узкие сварные швы с быстрым межслойным охлаждением для предотвращения межкристаллитной коррозии.

2 основных эксплуатационных стандарта для сварки TIG нержавеющей стали

Сварка TIG подходит для листов нержавеющей стали толщиной менее 6 мм, обеспечивая гладкие сварные швы и минимальную деформацию. Используйте вертикальный источник питания с внешней характеристикой с прямой полярностью постоянного тока (положительная деталь, отрицательный вольфрамовый электрод).

1. Требования к защитному газу

   Чистый аргон чистотой 99,99%. Расход газа: 8–10 л/мин для тока 50–150 А; 12–15 л/мин для тока 150–250 А.

2. Удлинитель вольфрамового электрода

   4–5 мм для плоской сварки; 2–3 мм для угловых швов с плохой защитой; 5–6 мм для глубоких канавок. Расстояние между соплом и заготовкой не должно превышать 15 мм.

3. Контроль длины дуги

   1–3 мм для нержавеющей стали, короче, чем для сварки углеродистой стали. Чрезмерно длинная дуга повреждает аргоновую защиту и вызывает появление окислительных пор.

4. Очистка перед сваркой

   Полностью удалите масляные, ржавчинные и оксидные слои на сварных швах, чтобы избежать внутренних пор.

5. Задняя защита для корневого прохода

   Добавьте аргоновую защиту на тыльную сторону стыковых соединений, чтобы предотвратить корневое окисление и межкристаллитную коррозию.

6. Угол горелки и проволоки

   Поддерживайте угол между вольфрамовым электродом и заготовкой 80–85°; поддерживайте угол присадочной проволоки ниже 10°, чтобы стабилизировать ванну расплава.

7. Ветроизоляция

   Установите ветрозащитные барьеры для работ на открытом воздухе. В закрытых мастерских необходима вентиляция, чтобы предотвратить возмущение газом.

3 стандартных спецификации для сварки MIG нержавеющей стали

Используйте источник питания с плоской характеристикой и обратной полярностью постоянного тока (положительный провод).

1. Варианты защитного газа

   Чистый аргон (99,99%) или смесь Ar+2% кислорода, скорость потока контролируется на уровне 20–25 л/мин.

2. Настройка длины дуги

   Работайте в режиме переноса распыления, отрегулируйте напряжение так, чтобы длина дуги сохранялась 4–6 мм.

3. Защита от ветра

   Даже слабый ветер со скоростью более 0,5 м/с создает поры в сварном шве; ветрозащитные перегородки обязательны для открытых площадок мастерских.

4 правила работы при сварке нержавеющей стали порошковой проволокой

Можно использовать обычные сварочные аппараты CO2, слегка ослабьте давление механизма подачи проволоки.

1. Режим мощности: плоская характеристика постоянного тока, обратная полярность.

2. Защитный газ: CO2, расход 20–25 л/мин.

3. Расстояние между соплом горелки и заготовкой: 15–25 мм.

4. Длина удлинения провода: 15 мм при токе ниже 250 А; 20–25 мм при токе выше 250 А.

5 Предотвращение источника: устранение сварочной деформации нержавеющей стали

Нержавеющая сталь при нагревании расширяется гораздо больше, чем углеродистая сталь. Используйте комбинированные методы проектирования и обработки для контроля искажений:

1. Принцип низкого тепловложения

   Используйте малый ток, узкий сварной шов, высокую скорость перемещения, многослойную тонкопроходную сварку, чтобы уменьшить общее накопление тепла. Избегайте широких однопроходных сварных швов.

2. Крепление зажимное

   Перед сваркой зафиксируйте заготовки жесткими зажимами, чтобы ограничить свободную усадку при тепловом расширении.

3. Симметричная последовательность сварки

   Используйте пропускную сварку и сегментированную сварку, чтобы сбалансировать напряжение односторонней усадки.

4. Предустановленная обратная деформация

   Зарезервируйте обратное смещение в соответствии с законом усадки материала для предотвращения изгиба после сварки.

5. Быстрое межслойное охлаждение

   Быстро охладите каждый слой сварного шва после окончания обработки, чтобы сократить время пребывания под воздействием высоких температур и уменьшить деформацию остаточных напряжений.

6 основных мер по предотвращению межкристаллитной коррозии

Межкристаллитная коррозия возникает, когда нержавеющая сталь длительное время находится при температуре 450–850°C, вызывая осаждение карбида хрома на границах зерен. Основные решения:

1. Строго ограничить тепловложение

   Избегайте перегрева и медленного охлаждения; быстро завершить сварку и быстро охладить заготовку после сварки.

2. Низкоуглеродистые сварочные материалы

   Выбирайте проволоку/электрод из сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали, чтобы снизить риск осаждения карбида хрома.

3. Наполнитель из стабилизированного сплава

   Для соединения углеродных элементов и защиты хрома в матрице используйте сварочные материалы, содержащие ниобий и титан.

4. Обработка раствора после сварки

   При высоких требованиях к защите от коррозии следует провести высокотемпературный отжиг в растворе для растворения осажденных карбидов и восстановления равномерного распределения хрома.

7 Заключение

Деформация и межкристаллитная коррозия являются двумя наиболее распространенными рисками отказа при производстве нержавеющей стали. Разумное сочетание сварочных материалов, стандартизированные параметры работы TIG/MIG/порошковой проволоки, методы сварки с низким тепловложением и послесварочная термообработка могут фундаментально решить эти две основные проблемы. Стандартизированные процессы сварки не только снижают процент брака заготовок, но и продлевают антикоррозионный срок службы изделий из нержавеющей стали.

Если вам нужны индивидуальные схемы параметров сварки нержавеющей стали или решения по оптимизации процесса защиты от коррозии, проконсультируйтесь с профессиональной технической командой по адресу heavth.com для получения полного руководства по производственному процессу.