Як уникнути деформації та міжкристалічної корозії під час зварювання нержавіючої сталі

1 Вибір витратних матеріалів для зварювання нержавіючої сталі

Відповідно до стандарту GB/T983-2012 зварювальні електроди з нержавіючої сталі поділяються на дві основні категорії: електроди з хромової нержавіючої сталі та електроди з хромонікелевої нержавіючої сталі.

1. Електроди з хромованої нержавіючої сталі

   Відповідає звичайній хромистій нержавіючій сталі для енергетичного, нафтового та хімічного обладнання. Цей матеріал має погану зварюваність; для уникнення дефектів тріщин необхідний строгий контроль температури зварювання та подальша термообробка.

2. Електроди з хромонікелевої нержавіючої сталі

   Основний вибір для виробництва медичних, харчових продуктів і прецизійного обладнання, який має чудову стійкість до корозії та окислення. Основне правило роботи: зменшити зварювальний струм приблизно на 20% порівняно з вуглецевою сталлю, скоротити довжину дуги та застосувати вузькі зварювальні валики зі швидким міжшаровим охолодженням для блокування міжкристалічної корозії.

2 основні робочі стандарти для зварювання нержавіючої сталі TIG

Зварювання TIG підходить для пластин з нержавіючої сталі менше 6 мм, забезпечуючи гладкі зварні шви та мінімальну деформацію. Використовуйте вертикальне зовнішнє джерело живлення з прямою полярністю постійного струму (заготівля позитивна, вольфрамовий електрод негативний).

1. Вимога захисного газу

   Чистий аргон з чистотою 99,99%. Витрата газу: 8–10 л/хв для струму 50–150 А; 12–15 л/хв для струму 150–250 А.

2. Подовжувач вольфрамового електрода

   4–5 мм для плоского зварювання; 2–3 мм для кутових швів з поганим екрануванням; 5–6 мм для глибоких канавок. Відстань між соплом і деталлю не повинна перевищувати 15 мм.

3. Контроль довжини дуги

   1–3 мм для нержавіючої сталі, коротше, ніж для зварювання вуглецевої сталі. Надмірно довга дуга пошкоджує аргоновий захист і викликає окислювальні пори.

4. Очищення перед зварюванням

   Повністю видаліть шари масла, іржі та оксиду на зварювальних швах, щоб уникнути внутрішніх пор.

5. Заднє екранування для кореневого проходу

   Додайте аргоновий захист на задній частині стикових з’єднань, щоб запобігти окисленню кореня та міжкристалітній корозії.

6. Факел і кут дроту

   Підтримуйте 80–85° між вольфрамовим електродом і деталлю; тримайте кут присадочного дроту нижче 10° для стабілізації розплавленої ванни.

7. Вітроізоляція

   Встановити вітрові бар'єри для зовнішніх робіт. Внутрішні цехи потребують вентиляції, щоб запобігти газовим перешкодам.

3 Стандартні специфікації для зварювання нержавіючої сталі MIG

Використовуйте блок живлення з плоскою характеристикою зі зворотною полярністю постійного струму (провід плюсовий).

1. Варіанти захисного газу

   Чистий 99,99% аргон або змішаний Ar+2% кисню, швидкість потоку контролюється на рівні 20–25 л/хв.

2. Налаштування довжини дуги

   Працюйте в режимі розпилення, відрегулюйте напругу, щоб зберегти довжину дуги 4–6 мм.

3. Захист від вітру

   Навіть легкий вітер понад 0,5 м/с створює зварні пори; Вітрові перегородки є обов'язковими для відкритих майданчиків майстерень.

4 Правила роботи при зварюванні порошковим дротом нержавіючої сталі

Можна використовувати звичайні зварювальні апарати з CO2, відрегулюйте тиск у механізмі подачі дроту трохи слабше.

1. Режим живлення: плоска характеристика постійного струму зворотної полярності.

2. Захисний газ: CO2, витрата 20–25 л/хв.

3. Відстань між соплом пальника і деталлю: 15–25 мм.

4. Довжина розширення дроту: 15 мм при струмі нижче 250 А; 20–25 мм при силі струму понад 250 А.

5 Запобігання джерелу: усунення деформації нержавіючої сталі під час зварювання

Нержавіюча сталь під дією тепла розширюється набагато більше, ніж вуглецева сталь. Використовуйте комбіновані методи розробки та процесу для контролю спотворень:

1. Принцип низького тепловіддачі

   Використовуйте малий струм, вузький зварювальний валик, високу швидкість ходу, багатошарове тонке зварювання, щоб зменшити загальне накопичення тепла. Уникайте широких однопрохідних швів.

2. Затиск кріплення

   Закріпіть заготовки жорсткими затискачами перед зварюванням, щоб обмежити вільну усадку від теплового розширення.

3. Симетрична послідовність зварювання

   Використовуйте зварювання з пропуском і сегментоване зварювання, щоб врівноважити напругу односторонньої усадки.

4. Попередньо задана зворотна деформація

   Резервне зворотне зміщення відповідно до закону усадки матеріалу для протидії вигину після зварювання.

5. Швидке міжшарове охолодження

   Швидко охолодіть кожен шар зварного шва після завершення, щоб скоротити час перебування при високій температурі та зменшити деформацію залишкової напруги.

6 Основних заходів для запобігання міжкристалітній корозії

Міжкристалітна корозія виникає, коли нержавіюча сталь залишається при температурі 450–850 °C протягом тривалого часу, викликаючи осадження карбіду хрому на межах зерен. Основні рішення:

1. Строго обмежте підведення тепла

   Уникайте перегріву і повільного охолодження; швидко завершити зварювання та швидко охолодити заготовку після зварювання.

2. Зварювальні матеріали з низьким вмістом вуглецю

   Виберіть дріт/електрод з наднизьким вмістом вуглецю з нержавіючої сталі, щоб зменшити ризик осадження карбіду хрому.

3. Наповнення зі стабілізованого сплаву

   Використовуйте зварювальні матеріали, що містять ніобій і титан, для поєднання вуглецевих елементів і захисту хрому в матриці.

4. Обробка розчину після зварювання

   Для високих антикорозійних вимог проведіть високотемпературний відпал розчину для розчинення осаджених карбідів і відновлення рівномірного розподілу хрому.

7 Висновок

Деформація та міжкристалічна корозія є двома найпоширенішими ризиками несправності при виготовленні нержавіючої сталі. Розумне підбір витратних матеріалів для зварювання, стандартизовані робочі параметри TIG/MIG/порошкового дроту, методи зварювання з низьким нагріванням і термообробка після зварювання можуть принципово вирішити ці дві основні проблеми. Стандартизовані процеси зварювання не тільки зменшують кількість брухту заготовок, але й подовжують термін служби виробів з нержавіючої сталі від корозії.

Якщо вам потрібні індивідуальні схеми параметрів зварювання нержавіючої сталі або рішення для оптимізації антикорозійного процесу, зверніться до професійної технічної групи за адресою heavth.com для повного процесу виробництва.