Da, možete zavarivati nehrđajući čelik na ugljični čelik, ali proces zahtijeva posebnu pozornost na odabir metala za punjenje, kontrolu topline i tretman nakon-zavarivanja. Kada zavarite nehrđajući čelik na ugljični čelik, spajate dva metala sa značajno različitim kemijskim sastavima i mehaničkim svojstvima. Najčešći pristup koristi anaustenitni nehrđajući čelikdodatni metal kao što je ER309L ili ER312, koji može prihvatiti razrjeđivanje iz oba osnovna metala i održati odgovarajuću otpornost na koroziju u gotovom spoju.
Zašto je zavarivanje nehrđajućeg čelika u odnosu na ugljični čelik drugačije
Ugljični čelik i nehrđajući čelik imaju različite stope toplinskog širenja, sadržaj kroma i metalurško ponašanje. Kada zavarite nehrđajući čelik na ugljični čelik, proces zavarivanja mora uzeti u obzir:
- Razrjeđivanje: Rastaljena kupka za zavarivanje miješa oba osnovna metala. Bez pravog punila riskirate stvaranje tvrdog, lomljivog martenzita.
- Neusklađenost toplinske ekspanzije: Nehrđajući čelik širi se i skuplja više od ugljičnog čelika, što dovodi do iskrivljenja i zaostalog naprezanja.
- Otpornost na koroziju: Zona-zahvaćena toplinom (HAZ) na nehrđajućoj strani može izgubiti otpornost na koroziju ako se ne upravlja pravilno.
| Faktor | Strana od ugljičnog čelika | Strana od nehrđajućeg čelika |
|---|---|---|
| Koeficijent toplinske ekspanzije | ~11,7 × 10⁻⁶ / stupanj | ~17,3 × 10⁻⁶ / stupanj |
| Sadržaj kroma | 0% | 10.5–30% |
| Sadržaj nikla | 0% | 0–22% |
| Tipična primjena | Struktura, cjevovod | Korozivna okruženja |
Najbolji dodatni metal za zavarivanje nehrđajućeg čelika na ugljični čelik
Izbor dodatnog metala je najkritičnija odluka kada zavarivate nehrđajući čelik na ugljični čelik. Pogrešan izbor dovodi do pucanja, slabe čvrstoće ili slabe otpornosti na koroziju.
| Dodatni metal | Najbolje za | Ključno svojstvo |
|---|---|---|
| ER309L (GMAW/GTAW) ili E309L-16 (SMAW) | Najčešći izbor za spajanje austenitnog nehrđajućeg čelika s ugljičnim čelikom | Visok sadržaj kroma i nikla dobro podnosi razrjeđivanje |
| ER309LSi | Slično 309L s boljim djelovanjem vlaženja | Poboljšana fluidnost lokve za GMAW |
| ER312 | Različiti metali s visokim rizikom razrjeđivanja | Veći sadržaj ferita otporan je na pucanje |
| ERNiCr-3 (Inconel 82) | Visoka-temperatura ili korozivna usluga | Na bazi-nikla, izvrsna žilavost |
Preporučeno: ER309L / E309L-16je industrijski standard za zavarivanje austenitnog nehrđajućeg čelika (304, 316) na ugljični čelik. Njegov visok sadržaj legure (23% Cr, 13% Ni) osigurava da zavareni sloj ostane austenit čak i nakon razrjeđivanja ugljičnim čelikom.
Korak-po-korak: Kako zavariti nehrđajući čelik na ugljični čelik
- Oba osnovna metala temeljito očistite: Uklonite ulje, mast, hrđu i kamenac s površina ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika. Kontaminacija može uzrokovati skupljanje ugljika i poroznost.
- Odaberite punilo od austenitnog nehrđajućeg čelika (ER309L): Koristite ER309L za većinu primjena spajanja austenitnih nehrđajućih čelika (304, 316, 321) s ugljičnim čelikom. Ovo punilo stvara talog zavara koji ostaje čvrst i -otporan na pukotine.
- Koristite mali unos topline: Nehrđajući čelik ima nižu toplinsku vodljivost od ugljičnog čelika. Koristite 15–20% manje topline nego što biste koristili samo za ugljični čelik. Održavajte međuprolaznu temperaturu ispod 150 stupnjeva (300 stupnjeva F).
- Održavajte kratku duljinu luka: Kratki luk smanjuje gubitak kroma i oksidaciju u zavarenom bazenu. Ovo čuva otpornost na koroziju u gotovom spoju.
- Zavarite s blagim pomakom prema nehrđajućoj strani: Usmjerite luk više prema nehrđajućem čeliku kako biste osigurali pravilnu kontrolu taljenja i razrjeđivanja.
- Kontrolirajte izobličenje pomoću pričvrsnih zavara i sekvenciranja: Budući da se nehrđajući čelik širi i skuplja više od ugljičnog čelika, koristite odgovarajuće zavarene spojeve i uravnoteženi slijed zavarivanja (zavarivanje unatrag ili preskakanje).
- Obrada-zavarivanja: Izbrusiti zavar glatko. Za primjene koje zahtijevaju maksimalnu otpornost na koroziju, razmotrite dekapiranje i pasiviranje kako biste obnovili zaštitni sloj krom oksida na površini od nehrđajućeg čelika.
Ugrožava li zavarivanje nehrđajućeg čelika na ugljični čelik otpornost na koroziju?
Da, spoj će imati nižu otpornost na koroziju od samog nehrđajućeg čelika.Kada zavarujete nehrđajući čelik na ugljični čelik, primarna briga je da zona-zahvaćena toplinom austenitnog nehrđajućeg čelika može doživjetisenzibilizacija- stvaranje krom karbida na granicama zrna koje smanjuje krom i smanjuje otpornost na koroziju.
Kako smanjiti gubitak otpornosti na koroziju
- Koristite-nehrđajuće čelike s niskim udjelom ugljika (304L, 316L) na nehrđajućoj strani
- Održavajte nizak unos topline i kontrolirajte međuprolaznu temperaturu
- Razmotrite dekapiranje i pasiviranje nakon-zavarivanja
- Za jaka korozivna okruženja koristite punilo na bazi-nikla (ERNiCr-3)
Ključna razmatranja pri spajanju ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika
Primjenjivi postupci zavarivanja
Postupak zavarivanja koji odaberete utječe na kvalitetu spoja i produktivnost:
| Postupak zavarivanja | Prednosti | Razmatranja |
|---|---|---|
| SMAW (štap) | Svestran, radi na terenu | Sporije, više čišćenja |
| GMAW (MIG) | Visoka produktivnost, dobra za proizvodnju | Zahtijeva odgovarajući zaštitni plin (98% Ar / 2% O₂) |
| GTAW (TIG) | Najviša kvaliteta, precizna kontrola | Sporije, potrebna veća vještina |
| FCAW (punjena jezgrom) | Dobro za debele dijelove | Topilo je teže očistiti od nehrđajućeg čelika |
Okruženje usluge je bitno
- Zatvoreno / suho okruženje: Standardni ER309L dovoljan je za većinu strukturalnih primjena
- Na otvorenom / vlažno: Koristite 309L s odgovarajućim brtvljenjem kako biste spriječili galvansku koroziju na spojnoj liniji
- Potopljeno / izloženost kemikalijama: Nadogradite na ERNiCr-3 punilo i razmotrite dopuštenje za koroziju na strani ugljičnog čelika
Često postavljana pitanja
Možete li zavarivati nehrđajući čelik na ugljični čelik bez dodatnog metala?
Ne. Autogeno zavarivanje (bez punila) nehrđajućeg čelika na ugljični čelik proizvodi visoko razrijeđenu zavarenu kupku koja tvori krti martenzit. Uvijek koristite odgovarajući dodatni metal kao što je ER309L.
Što se događa ako upotrijebite šipku za punjenje od ugljičnog čelika na nehrđajućem metalu?
Zavar će biti tvrd, krt i sklon pucanju. Punilo od ugljičnog čelika nema krom i nikal koji su potrebni za održavanje austenitne strukture nakon razrjeđivanja. Nastali zavar može pokvariti pod toplinskim ili mehaničkim opterećenjem.
Možete li zavariti nehrđajući čelik 304 na ugljični čelik?
Da. 304 (austenitni nehrđajući čelik) jedna je od najčešćih vrsta spojenih s ugljičnim čelikom. Koristite ER309L punilo, kontrolirajte unos topline i slijedite gore navedene korake. Zavar će biti jak i duktilan za većinu primjena.
Je li za zavarivanje ugljičnog čelika na nehrđajući čelik potrebno prethodno zagrijavanje?
Generally no. Preheat is not required for austenitic stainless steel. In fact, preheat can increase the risk of sensitization. If the carbon steel side is thick (>25 mm), nisko prethodno zagrijavanje (100–150 stupnjeva) može pomoći, ali pustite da se polako ohladi.
Zaključak
Zavarivanje nehrđajućeg čelika na ugljični čelik jepraktičan i naširoko napravljenkada se slijede ispravni postupci. Koristite anpunilo od austenitnog nehrđajućeg čelika(ER309L / E309L-16) za rukovanje razrjeđivanjem, kontrolu unosa topline radi očuvanja otpornosti na koroziju i odabir pravog postupka zavarivanja za vašu primjenu. Spoj neće odgovarati otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika, ali za većinu konstrukcijskih i općenitih primjena pruža čvrstu, izdržljivu vezu.
