Jak gotować stal nierdzewną? Technologia spawania, sprzęt

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Jak gotować stal nierdzewną to dość istotne pytanie dla nowoczesnego przemysłu. Warto zauważyć, że ten rodzaj stali jest dość trwałym materiałem, więc jego obróbka ma pewne niuanse. Wybór metody zgrzewania uzależniony jest od grubości detali oraz składu chemicznego.

Stal nierdzewna. Kluczowe cechy

Stal nierdzewna to stop węgla i żelaza z dodatkiem chromu. Wysoka zawartość tego ostatniego pierwiastka zapewnia wysoką odporność materiału w środowisku korozyjnym. Tlenki chromu tworzą specjalny film ochronny, dzięki któremu metal nieszlachetny zachowuje swoją odporność. Dodatkowo stal jest stopowana z niklem, kob altem, tytanem. Głównymi zaletami stali nierdzewnej są odpowiednio wysoka odporność na kontakt z agresywnymi środowiskami, odpowiednio wysoka wytrzymałość oraz długi okres eksploatacji. Ponadto stal ma dobry wygląd estetyczny.

Cechy spawania stali odpornej na korozję

Ten materiał ma dużą rozszerzalność liniową. W rezultacie, pod wpływem działania termicznego, detale mogą ulec deformacji i zmienić swoje wymiary. Doaby uniknąć takiej sytuacji, konieczne jest ścisłe przestrzeganie optymalnej szczeliny między połączonymi częściami. Działanie wysokiej temperatury może prowadzić do tego, że stal stopowa nieco traci swoje właściwości, zmniejsza się odporność na korozję. W takim przypadku spoina musi zostać schłodzona na czas. Niska przewodność cieplna stali wymaga zmniejszenia wytrzymałości prądu o około 25%. Warto również wybrać odpowiednie elektrody spawalnicze, ponieważ przy dużej długości mogą się przegrzewać. Kolejną trudnością jest pojawienie się na powierzchni węglików ogniotrwałych, korozja międzykrystaliczna.

Metody gotowania stali nierdzewnej

Istnieje wiele metod spawania stali nierdzewnej. Przy małej grubości metalu (1,5 mm) zaleca się stosowanie spawania łukowego (w środowisku gazu obojętnego). Jak gotować stal nierdzewną o grubości mniejszej niż 0,8 mm? W takim przypadku stosuje się metodę łuku pulsacyjnego. Cienkie metale są również połączone łukiem z strumieniowym transferem materiału. Coraz częściej stosowana jest metoda spawania plazmowego. Może być stosowany do szerokiej gamy grubości obrabianych przedmiotów. Sekcje większe niż 10 mm są spawane pod kulką topnika. Wykorzystują również spawanie wysokiej częstotliwości, metodę laserową.

Spawanie materiałów argonowych

Ten proces odbywa się w środowisku gazu ochronnego – argonu. Chroni materiał przed działaniem tlenu. W specjalnym urządzeniu między częścią a elektrodą wolframową powstaje łuk. Podczas procesu nagrzewania krawędzie topią się, tworząc zabezpieczony jeziorko spawalnicze. Specjalny drut jest również stale podawany do łuku, abyspawanie stali nierdzewnej. Sam proces łączenia odbywa się pod kątem 90 °. Dla najlepszej jakości pracy warto wyeliminować wszelkie ruchy oscylacyjne elektrody. Rezultatem jest szew wolny od żużla. Takie połączenie charakteryzuje się wysoką jakością, trwałością, spełnia wszelkie wymagania estetyczne. Spawanie gazowe stali nierdzewnej znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu: chemicznym, spożywczym, motoryzacyjnym, lotniczym, energetyce cieplnej. Wśród niedociągnięć można wyróżnić tylko duży czas poświęcony na sam proces. Ponadto technologia wymaga od pracowników specjalnych umiejętności i doświadczenia.

Sprzęt do spawania TIG

Po pierwsze, ten rodzaj metalowego połączenia wymaga falownika. Istnieje wiele modyfikacji i modeli: "Svarog", KEMPPI Master, BRIMA itp. Główne zalety urządzenia to łatwość obsługi, niewielkie rozmiary i waga, stabilny łuk. Falowniki mogą służyć do spawania prawie każdego metalu, a połączenia będą wysokiej jakości. Jak gotować stal nierdzewną za pomocą falownika i co należy wziąć pod uwagę? Przede wszystkim należy dobrać odpowiedni zakres temperatur pracy. Niektóre modele nie działają na zewnątrz w chłodne dni. Warto też zastanowić się nad mocą urządzenia. Do użytku domowego odpowiedni jest falownik o prądzie do 160 A (na przykład "Svarog TIG 200 P", PRO TIG 200 P). Przed podłączeniem części są czyszczone i odtłuszczane. Do spawania potrzebna będzie również butla z gazem z argonem. Chociaż w praktyce dozwolone jest stosowanie rozrzedzonego gazu. Do węża gazowego przymocowany jest palnik, w którego uchwycie umieszczona jest elektroda wolframowa. Na uchwycie palnika znajdują się przyciski do podawania prądu i gazu. Wymagany jest również drut spawalniczy z tego samego materiału co łączone części.

Jak działa spawanie półautomatyczne

Jak gotować stal nierdzewną podczas naprawy samochodu w domu? W tym przypadku często stosowana jest metoda spawania półautomatycznego. Może wystąpić zarówno w środowisku ochronnym, jak i bez użycia gazu. Urządzenia półautomatyczne znajdują również zastosowanie w dużych przedsiębiorstwach motoryzacyjnych, co świadczy o wysokiej jakości połączenia spawanego. W tym przypadku specjalny drut pełni rolę elektrody i materiału wypełniającego. Istnieje kilka sposobów pracy z urządzeniem: łuk zwarciowy, transfer natryskowy, spawanie impulsowe stali nierdzewnej. Technologia przewiduje pracę bez gazu osłonowego, jednak w tym przypadku należy wybrać specjalne elektrody proszkowe. Ta metoda nadaje się również do pracy na zewnątrz. Nie ma potrzeby kupowania (a tym samym wydawania dodatkowych środków) butli z gazem. Ma to swoją wadę – z biegiem czasu złącze spawane może zardzewieć. Dlatego eksperci nadal zalecają stosowanie specjalnych elektrod ze stali nierdzewnej i spawanie argonem. Do chwili obecnej istnieje wiele odmian urządzeń półautomatycznych, zarówno krajowych („FEB”, „Svarog”), jak i zagranicznych (BRIMA, EWM, TRITON itp.). Dobór aparatury zależy od zadań, objętości spawania icharakterystyka łączonych materiałów.

Korzystanie ze spawania elektrodą

Jak gotować stal nierdzewną, jeśli nie ma specjalnych wymagań dotyczących jakości szwu? Z reguły w warunkach domowych, przy łączeniu wszelkiego rodzaju rur, w produkcji na małą skalę, a także w celu uzyskania krótkiego szwu, stosuje się spawanie elektrodą. Istotą tego procesu jest tworzenie się związku z materiału przedmiotu obrabianego i metalu elektrody.

Zaletami tej techniki są łatwość wykonania, możliwość łączenia różnych metali (zarówno cienkich, jak i dość dużych przekrojów). Nie ma potrzeby używania gazu, co obniża koszt procesu. Ponadto spawanie elektrodami umożliwia podchodzenie do trudno dostępnych miejsc części. Ta technologia ma pewne wady. Po pierwsze, spoina wymaga oczyszczenia z powstałego żużla. Po drugie, prędkość spawania jest niewielka.

Jak wybrać elektrody do spawania

Elektrody ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane do łączenia stopów odpornych na korozję, które działają w wysokich temperaturach. Z reguły pręty wykonane są na bazie niklu, chromu. W ręcznym spawaniu łukowym można stosować dwa rodzaje elektrod. Pierwsza - praca w warunkach prądu stałego. Główna powłoka najczęściej składa się z węglanów magnezu, wapnia. Elektrody spawalnicze z powłoką rutylową mogą pracować z prądem przemiennym. Podczas spawania argonem stosuje się różne pręty wolframowe. Dzięki wysokiej pracytemperatura, nie topią się. Istnieje wiele ich odmian. Zielone elektrody (WP) składają się z czystego wolframu. Zapewniają wystarczająco wysoką rezystancję łuku. Biały - WZ-8 - domieszkowany tlenkiem cyrkonu. Do czerwonych elektrod dodaje się tlenek toru. Jest to najczęstsza grupa, pręty mają dużą wytrzymałość. Również lantan, cer mogą być zawarte w elektrodach wolframowych.

Obróbka połączeń spawanych

Po procesie łączenia części konieczne jest oczyszczenie szwu. Należy to zrobić, aby poprawić wygląd, przedłużyć żywotność. W przeciwnym razie w tym obszarze może wystąpić korozja. Przede wszystkim przeprowadza się mechaniczne czyszczenie spawu. Połączenie wygląda bardziej estetycznie po piaskowaniu. Następnym krokiem jest przeszlifowanie powierzchni. W takim przypadku nie zaleca się stosowania materiałów ściernych na bazie korundu, ponieważ może to wywołać korozję. Warto zauważyć, że wszystkie te manipulacje mają na celu poprawę wyglądu części. Trawienie i pasywacja pomogą ochronić spoinę przed zniszczeniem. Trawienie to obróbka powierzchni specjalnymi środkami chemicznymi, które niszczą powstałą zgorzelinę. Podczas pasywacji na złącze nakładana jest specjalna substancja. Pod jego wpływem powstaje film ochronny (z tlenku chromu).

Metoda spawania laserowego stopów

Jedną z najnowocześniejszych i najbardziej zaawansowanych technologicznie metod łączenia jest spawanie laserowe stali nierdzewnej.

Istotą tej metody jest wykorzystanie wiązki laserowej jako źródła ciepła. Takie spawanie wyróżnia się dużą prędkością, dużą koncentracją energii na złączu. Efekt termiczny na strefę, która znajduje się w bliskiej odległości od szwu, jest nieznaczny. Dlatego ryzyko pękania na gorąco lub na zimno jest minimalne. Powstały szew wyróżnia się wytrzymałością, nie ma porowatości. Możliwe jest również doprowadzenie gazu osłonowego do złącza pierwiastków stopowych. Ponieważ nie ma elektrod spawalniczych, obce związki nie dostają się do szwu. Spawanie laserowe można nawet zastosować do biżuterii, ponieważ wszystkie szwy są cienkie, schludne i mocne. Jedyną wadą jest to, że sprzęt jest dość drogi, więc masowe stosowanie takich instalacji nie jest jeszcze możliwe.