Da, nerjavno jeklo lahko varite na ogljikovo jeklo, vendar postopek zahteva posebno pozornost pri izbiri polnilne kovine, nadzoru toplote in -obdelavi po varjenju. Ko varite nerjavno jeklo na ogljikovo jeklo, spajate dve kovini z bistveno različno kemično sestavo in mehanskimi lastnostmi. Najpogostejši pristop uporablja anavstenitno nerjavno jeklopolnilno kovino, kot je ER309L ali ER312, ki lahko sprejme razredčenje iz obeh osnovnih kovin in vzdržuje ustrezno odpornost proti koroziji v končnem spoju.
Zakaj se varjenje nerjavnega jekla in ogljikovega jekla razlikuje
Ogljikovo jeklo in nerjavno jeklo imata različne stopnje toplotnega raztezanja, vsebnost kroma in metalurško obnašanje. Ko varite nerjavno jeklo na ogljikovo jeklo, mora postopek varjenja upoštevati:
- Redčenje: Staljena zvarna posoda meša obe osnovni kovini. Brez pravega polnila tvegate nastanek trdega, krhkega martenzita.
- Neusklajenost toplotnega raztezanja: Nerjaveče jeklo se razteza in krči bolj kot ogljikovo jeklo, kar vodi do popačenja in preostale napetosti.
- Odpornost proti koroziji: Toplo{0}}prizadeta cona (HAZ) na nerjavni strani lahko izgubi svojo odpornost proti koroziji, če ni pravilno upravljana.
| Faktor | Stran iz ogljikovega jekla | Stran iz nerjavečega jekla |
|---|---|---|
| Koeficient toplotnega raztezanja | ~11,7 × 10⁻⁶ / stopinjo | ~17,3 × 10⁻⁶ / stopinjo |
| Vsebnost kroma | 0% | 10.5–30% |
| Vsebnost niklja | 0% | 0–22% |
| Tipična uporaba | Struktura, cevovod | Korozivna okolja |
Najboljša polnilna kovina za varjenje nerjavečega jekla na ogljikovo jeklo
Izbira dodajne kovine je najbolj kritična odločitev, ko varite nerjavno jeklo na ogljikovo jeklo. Napačna izbira vodi do razpok, slabe trdnosti ali slabe odpornosti proti koroziji.
| Dodatna kovina | Najboljše za | Ključna lastnina |
|---|---|---|
| ER309L (GMAW/GTAW) ali E309L-16 (SMAW) | Najpogostejša izbira za spajanje avstenitnega nerjavnega jekla z ogljikovim jeklom | Visoka vsebnost kroma in niklja dobro prenaša redčenje |
| ER309LSi | Podobno kot 309L z boljšim močenjem | Izboljšana pretočnost luže za GMAW |
| ER312 | Različne kovine z velikim tveganjem redčenja | Višja vsebnost ferita preprečuje pokanje |
| ERNiCr-3 (Inconel 82) | Visoka-temperatura ali korozivna storitev | Na osnovi-niklja, odlična žilavost |
Priporočeno: ER309L / E309L-16je industrijski standard za varjenje avstenitnega nerjavnega jekla (304, 316) na ogljikovo jeklo. Njegova visoka vsebnost zlitine (23 % Cr, 13 % Ni) zagotavlja, da zvar ostane avsteniten tudi po redčenju z ogljikovim jeklom.
Korak-za-korak: Kako zvariti nerjavno jeklo na ogljikovo jeklo
- Obe navadni kovini temeljito očistite: Odstranite olje, maščobo, rjo in škarje s površin iz ogljikovega jekla in nerjavečega jekla. Kontaminacija lahko povzroči nabiranje ogljika in poroznost.
- Izberite polnilo iz avstenitnega nerjavečega jekla (ER309L): Uporabite ER309L za večino aplikacij za spajanje avstenitnega nerjavnega jekla (304, 316, 321) z ogljikovim jeklom. To polnilo ustvari nanos zvara, ki ostane trden in -odporen na razpoke.
- Uporabite nizek vnos toplote: Nerjavno jeklo ima nižjo toplotno prevodnost kot ogljikovo jeklo. Porabite 15–20 % manj toplote, kot bi jo porabili samo za ogljikovo jeklo. Vmesno temperaturo vzdržujte pod 150 stopinj (300 stopinj F).
- Ohranite kratko dolžino loka: Kratek oblok zmanjša izgubo kroma in oksidacijo v zvarnem bazenu. To ohranja odpornost proti koroziji končnega spoja.
- Varite z rahlim zamikom proti nerjaveči strani: Oblok usmerite bolj proti nerjavečemu jeklu, da zagotovite pravilno taljenje in nadzor redčenja.
- Nadzirajte popačenje z varjenjem in zaporedjem: Ker se nerjavno jeklo razteza in krči bolj kot ogljikovo jeklo, uporabite ustrezne varjene zvare in uravnoteženo zaporedje varjenja (varjenje v ozadju ali preskočno varjenje).
- Obdelava-po varjenju: Gladko zbrusite zvar. Za aplikacije, ki zahtevajo največjo odpornost proti koroziji, razmislite o luženju in pasiviranju, da obnovite zaščitno plast kromovega oksida na površini iz nerjavečega jekla.
Ali varjenje nerjavnega jekla na ogljikovo jeklo zmanjša odpornost proti koroziji?
Da, spoj bo imel manjšo odpornost proti koroziji kot samo nerjavno jeklo.Pri varjenju nerjavečega jekla na ogljikovo jeklo je glavna skrb, da lahko toplotno{0}}prizadeto območje avstenitnega nerjavečega jeklapreobčutljivost- tvorba kromovega karbida na mejah zrn, ki osiromaši krom in zmanjša odpornost proti koroziji.
Kako zmanjšati izgubo odpornosti proti koroziji
- Uporabite nizko{0}}nerjavno jeklo (304L, 316L) na nerjavni strani
- Ohranjajte nizek dovod toplote in nadzorovano temperaturo med prehodi
- Razmislite o luženju in pasiviranju-po varjenju
- Za močno korozivna okolja uporabite polnilo na osnovi niklja (ERNiCr-3)
Ključni pomisleki pri spajanju ogljikovega jekla z nerjavnim jeklom
Veljavni postopki varjenja
Postopek varjenja, ki ga izberete, vpliva na kakovost spoja in produktivnost:
| Postopek varjenja | Prednosti | Premisleki |
|---|---|---|
| SMAW (palica) | Vsestranski, dela na terenu | Počasneje, več čiščenja |
| GMAW (MIG) | Visoka produktivnost, dobra za proizvodnjo | Potreben je ustrezen zaščitni plin (98 % Ar / 2 % O₂) |
| GTAW (TIG) | Najvišja kakovost, natančen nadzor | Počasneje, potrebna je večja spretnost |
| FCAW (Flux{0}}Cored) | Dobro za debele dele | Talilo je težje očistiti iz nerjavečega jekla |
Storitveno okolje je pomembno
- Notranje/suho okolje: Standard ER309L zadostuje za večino strukturnih aplikacij
- Na prostem / vlažno: Uporabite 309L z ustreznim tesnjenjem, da preprečite galvansko korozijo na liniji spoja
- Potopljena / izpostavljenost kemikalijam: Nadgradite na polnilo ERNiCr-3 in razmislite o dodatku korozije na strani ogljikovega jekla
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali lahko varite nerjavno jeklo na ogljikovo jeklo brez dodajne kovine?
Ne. Avtogeno varjenje (brez polnila) nerjavnega jekla na ogljikovo jeklo proizvaja močno razredčeno zvarno plast, ki tvori krhki martenzit. Vedno uporabite ustrezno polnilno kovino, kot je ER309L.
Kaj se zgodi, če uporabite polnilno palico iz ogljikovega jekla na nerjavnem jeklu?
Zvar bo trd, krhek in nagnjen k pokanju. Polnilo iz ogljikovega jekla nima kroma in niklja, ki sta potrebna za ohranitev avstenitne strukture po redčenju. Nastali zvar lahko poruši zaradi toplotne ali mehanske obremenitve.
Ali lahko zvarite nerjavno jeklo 304 na ogljikovo jeklo?
Da. 304 (avstenitno nerjavno jeklo) je eden najpogostejših razredov, spojenih z ogljikovim jeklom. Uporabite polnilo ER309L, nadzorujte vnos toplote in sledite zgornjim korakom. Zvar bo močan in duktilen za večino aplikacij.
Ali je za varjenje ogljikovega jekla na nerjavno jeklo potrebno predgretje?
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), lahko pomaga nizko predgretje (100–150 stopinj), vendar pustite, da se počasi ohladi.
Zaključek
Varjenje nerjavnega jekla na ogljikovo jeklo jepraktično in razširjenoko se upoštevajo pravilni postopki. Uporabite anpolnilo iz avstenitnega nerjavečega jekla(ER309L / E309L-16) za ravnanje z redčenjem, nadzor dovoda toplote za ohranitev odpornosti proti koroziji in izbiro pravega postopka varjenja za vašo aplikacijo. Spoj se ne bo ujemal z odpornostjo proti koroziji nerjavečega jekla, vendar za večino strukturnih in splošnih aplikacij zagotavlja trdno in trajno povezavo.
