Сварка стали aisi 316

Обновлено: 04.10.2024

316L обладает хорошими сварочными характеристиками, но высокое содержание углерода позволит легко получать гранулированные соединения углерода и хрома в процессе сварки, снижая его коррозионную стойкость.

Кремний, растворимый в феррите, обладает эффектом упрочнения и стойкости к окислению, но высокое содержание будет серьезно влиять на свариваемость стали 316L. Марганец может заменить FeS как MnS, который выполняет функцию обессеривания. Между тем, это также может улучшить форму распределения сульфида и превратить тонкопленочный FeS в сферическое распределение, таким образом улучшая трещиностойкость сварного шва. Однако слишком высокое содержание марганца приведет к снижению коррозионной стойкости. Граничные характеристики зерна 316L чувствительны к следовым примесям, таким как сера и фосфор, которые легко приводят к термической трещине при сварке. Поэтому содержание серы и фосфора следует строго контролировать. Хром может значительно увеличить температуру хрупкого перехода стали, и ударная вязкость уменьшается с увеличением содержания хрома. Молибден может диффундировать и образовывать специальные карбиды при высокой температуре отпуска, что может улучшить стойкость к водородной эрозии и вторичному упрочнению при высокой температуре и давлении, но высокое содержание молибдена будет влиять на ударопрочность нержавеющей стали.

Воздействие всех этих элементов на сталь не просто накладывается друг на друга, и при этом они не нейтрализуют друг друга. Поэтому химический состав труб и фитингов 316L и сварочных материалов должен строго контролироваться, чтобы обеспечить баланс аустенитных элементов (Ni, Mn, C, N и т. Д.) И ферритных элементов (Cr, Mo, Si и т. Д.). в металле сварного шва после сварки, чтобы получить хорошие характеристики сварного соединения.

СВАРОЧНАЯ ПОДГОТОВКА

Метод сварки, сварочные характеристики нержавеющей стали делают подвод тепла минимальным, ручная электродуговая сварка и аргонодуговая вольфрамовая сварка являются наиболее распространенными методами. Φ> 100 мм Стальная труба 316 л принимает аргонодуговую сварку, поверхность дуговой сварки. Φ ≦ 100 мм и толщиной стенки менее 5 мм. 316L используют трубу для аргонодуговой сварки, толщина стенки трубы больше или равна 5 мм от аргонодуговой дуги, поверхность крышки дуговой сварки.

Сварочный аппарат

Так как при сварке нержавеющей стали легко изготавливается вольфрамовое и усадочное отверстие для дугового зажигания, высокочастотное зажигание дуги и характеристики затухания тока специального аппарата для аргонодуговой сварки являются идеальным выбором.

316L сварочная проволока / проволока и электрод

Сварочный стержень / проволока: 2,5 / PP - TIG316L Φ, электрод: 2,5 3,2 / A022 Φ. Удалить оксидный слой и масло (ацетоном или спиртом) с поверхности проволоки. Электрод должен быть высушен при 200-250 ℃ в течение 1 часа, а затем сохранен в трубке для сохранения тепла для немедленного использования.

316L сварочная проволока / проволока и электродная композиция

Сварочный ток

Обратное соединение постоянного тока для ручной дуговой сварки, прямое соединение постоянного тока для аргонодуговой сварки. Эффективность теплопроводности нержавеющей стали составляет около 1/3 углеродистой стали, удельное сопротивление - примерно в 5 раз, а коэффициент линейного расширения примерно на 50% больше, чем у углеродистой стали, поэтому при сварке дна используются сварочные материалы малого диаметра и небольшой ток. чтобы избежать красного цвета сердечника электрода и улетучивания защитного газа. Для сварного шва с большим зазором в группе применяется операция непрерывной подачи проволоки с одной стороны и непрерывного качания сварочного пистолета, а текучесть жидкого металла сочетается с плавлением основного материала на другой стороне. чтобы одна сторона не кусала край.

аргон

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали 316L с чистым аргоном ≥99,99% или аргоном высокой чистоты ≥99,999% должна быть защищена аргоном сзади, чтобы предотвратить окисление в корне сварного шва и снизить коррозионную стойкость сварного шва. Остаточное давление аргона в баллоне не должно быть ниже 0,5 МПа. Труба большого диаметра может быть локально заполнена аргоном, который защищен от процесса сварки. Скорость потока составляет 5-14 л / мин, а скорость потока аргона на фронте составляет 12-13 л / мин. Во время аргонодуговой сварки небольших труб растворимая бумага должна быть запечатана, а задняя часть сварочного шва должна быть заранее вентилирована. Во время процесса сварки аргон должен заполняться в трубе без перерыва, и газ должен быть остановлен с задержкой, когда сварка прекращена, чтобы сварной шов мог быть полностью защищен. Слишком маленький поток аргона теряет свой защитный эффект и окисляет заднюю часть сварного шва. Чрезмерный поток принесет вихревой ток в воздух и вызовет вогнутость в корне сварного шва.

Параметры сварки

Чем больше коэффициент теплового расширения нержавеющей стали 316L, тем больше сварочное напряжение при сварке, следует использовать строгую сварку позиционирования. Температура сварки трубы большого диаметра 316L должна контролироваться, чтобы уменьшить тепловое напряжение при сварке. Метод сварки симметричной блочной сварки может быть хорошим выбором.

СВАРОЧНАЯ СВАРКА

Паз V-образный. Из-за малого сварочного тока и глубины плавления тупой край канавки меньше, чем у углеродистой стали (около 0-0,5 мм), а угол канавки больше, чем у углеродистой стали (около 65-700 °). , Сварка нержавеющей стали не легка, чтобы качаться, нужно небольшой ток быстрой сварки. D ≦ Φ 89 мм стальная труба позиционирование в двух точках, DN = Φ89 - 219 мм в положении 3 точки, положение в 4 точках для DN ≧ 219 мм; Положение сварного шва длиной 6-8 мм.

Наконец, качество внешнего вида должно быть проведено, внешний вид стальной трубы 316L имеет хорошую форму и без пористости, сварочной опухоли, провисания и края прикуса и других дефектов. В испытаниях на растяжение и изгиб механические свойства образца соответствовали требованиям, и не было обнаружено таких дефектов, как отсутствие плавления и трещины. Квалифицированный макроскопический металлографический контроль и хорошая сварка канала сварки, глубина плавления составляет 1-1,5 мм. Микроскопическое металлографическое исследование показало, что материал основы и зона термического влияния были аустенитными, а металл сварного шва представлял собой аустенитный феррит (4%), который полностью отвечал требованиям устойчивости к межкристаллитной коррозии и охрупчиванию. При фактической сварке такие факторы, как количество сварочного шва, спецификация трубы и эксплуатационная применимость, должны учитываться всесторонне.

Руководство по сварке

Руководство по сварке нержавеющей стали и никелевых сплавов

Шаг 1: Выбор сварочного материала для выбранного процесса сварки

В случаях, когда обе свариваемые детали выполнены из одинакового металла, ориентируйтесь на тип основного металла. Например, при сварке 316L стали со сталью 316L, используйте сварочный материал, предназначенный для сварки 316L стали. Однако, имеющийся опыт свидетельствует о том, что сварной шов более подвержен коррозии, чем основной металл, поэтому сварочные материалы должны содержать несколько большее количество легирующих элементов. Тем не менее, необходимо тщательно оценивать объемы этого повышения, чтобы избежать избыточного легирования, которое в свою очередь может спровоцировать гальваническую (электрохимическую) коррозию.

При сварке разнородных металлов (например, нержавеющей стали с конструкционной углеродистой)

Предупреждение: Неправильный выбор сварочного материала или слишком высокая доля участия основного металла могут привести к образованию дефектов. Наиболее распространенным типом дефекта в этом случае является образование трещин, но возможно также и просто охрупчивание шва.

Поэтому выбор правильного сварочного материала и способа сварки играет важнейшую роль в получении положительного результата при их сварке:

НЕ используйте низколегированные электроды для сварки низколегированной стали с нержавеющей. Это приведет к получению хрупких сварных шов из-за образования в них мартенситной структуры.
НЕ используйте сварочную проволоку из нержавеющей стали с недостаточным содержанием легирующих элементов для сварки низколегированной стали с нержавеющей. Результатом такой сварки могут стать хрупкие сварные швы из-за образования в них мартенсита.
ИСПОЛЬЗУЙТЕ высоколегированные сварочные материалы с повышенным содержанием легирующих элементов, например, 309 или 312 типов, специально предназначенных для сварки низколегированной стали с нержавеющей.

Для выбора присадочных материалов для сварки разнородных нержавеющих сталей или разнородных никелевых сплавов, пользуйтесь Руководством по сварке разнородных металлов. Как правило, в таких случаях рекомендуется использование сварочного материала, предназначенного для сварки более легированного из двух сплавов. Например, при сварке стали марки 304L с 316L, используйте сварочные материалы для 316L стали.

При сварке нержавеющей стали с никелевыми сплавами всегда используйте сварочные материалы для никелевых сплавов.

НЕ используйте сварочные материалы из высоколегированных нержавеющих сталей для сварки из нержавеющих сталей с никелевыми сплавами, так как существует очень высокий риск образования трещины по оси шва. Это связано с разбавлением металла шва материалом детали из никелевого сплава. Повышенное содержание никеля в металле шва, наплавленного нержавеющей присадкой, создает дисбаланс в его составе, что повышает чувствительность к образованию кристаллизационных трещин.

Шаг 2: Настройка параметров сварочного процесса

Параметры сварки необходимо настроить таким образом, чтобы добиться как можно меньшего удельного тепловложения, чтобы свести к минимуму термические деформации. Возникающие при этом напряжения могут быть достаточно высокими, что в сочетании с рабочими нагрузками на сварное изделие может привести к коррозионному растрескиванию конструкции.

Удельное тепловложение = (Ампер х Вольт х 60) / Скорость перемещения. Снижение тока сварки или напряжения на дуге снижают величину удельного тепловложения. Более высокая скорость перемещения, например, при сварке продольными валиками, по сравнению со сваркой с поперечными колебаниями, также способствует снижению уровня тепловложения.

Отрегулируйте силу тока или напряжение таким образом, чтобы оптимизировать:

Стабильность дуги
Проплавление (более низкое напряжение может привести к меньшему проплавлению)
Брызги (либо понизьте скорость подачи проволоки, либо повысьте напряжение)
Подрезы (более высокое напряжение может привести к увеличению количества подрезов). Или понизьте скорость перемещения, чтобы позволить расплавленной сварочной ванне заполнить подрезы
Разбавление металла шва (меньшее проплавление приводит к меньшей доле участия основного металла в шве)

Старайтесь выполнять сварку короткой дугой, чтобы минимизировать выгорание легирующих элементов.

Шаг 3: Правильная подготовка соединения под сварку

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Устраните или избавьтесь от всех возможных источников загрязнения, включая коррозию из-за воздействия: грязи, масла, жира, окалины, краски и маркировочных чернил, которые могут содержать хлориды.

При использовании средств против налипания брызг, используйте только те, которые предназначены специально для нержавеющих сталей. Остерегайтесь присутствия масла в сжатом воздухе, если он используется для охлаждения или сушки сварных соединений.

Обратите внимание, что некоторые обезжиривающие вещества могут сами загрязнять свариваемые кромки, а также образовать под воздействием дуги опасные для человека ядовитые газы.

Чтобы избежать загрязнения изделия из нержавеющих сталей и никелевых сплавов железом, разделяйте рабочие зоны для изделий из этих материалов и углеродистых сталей. Частицы железа на их поверхности способствуют образованию локальных точек коррозии.

СЫРОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА

Удалите перед сваркой конденсат с поверхностей изделий. Дайте свариваемым деталям, хранящимся вне помещения, нагреться до комнатной температуры, чтобы избежать образования на них конденсата. Проверьте наличие влаги в защитных газах.

ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА

Зачистите до металлического блеска кромки соединения, подготовленные с помощью плазменной резки, где в качестве плазмообразующего или защитного газа использовались азот или воздух. Некачественная зачистка может привести к азотированию сварного соединения, что в свою очередь может вызвать образование ржавчины по зоне термического влияния готового сварного соединения.

Используйте чистые абразивные материалы, специально предназначенные для работ с нержавеющими сталями.

УЧИТЫВАЙТЕ ДЕФОРМАЦИЮ

У аустенитных нержавеющих сталей коэффициент теплового расширения на 50% выше, по сравнению с углеродистыми сталями. Никелевые сплавы расширяются в несколько меньшей степени. Чтобы снизить остаточные напряжения, чаще ставьте прихватки, а также выполняйте сварку отдельными участками. Сведите к минимуму поперечные колебания дуги, которые снижают скорость сварки, тем самым увеличивая удельное тепловложение. При сварке нержавеющих сталей или никелевых сплавов предпочтительнее сварку выполнять узкими продольными валиками.

УЗКИЕ ЗАЗОРЫ

Избегайте сварку в узкие зазоры. Зазор в корне должен быть равен как минимум диаметру электрода. Это особенно важно при сварке дуплексных нержавеющих сталей и никелевых сплавов, жидкая ванна которых, как правило, обладают плохой текучестью, что приводит к образованию непроваров или подрезов.

Шаг 4: Очистка сварного шва

Это очень важный шаг. Целью очистки сварного шва является правильное формирование на поверхности пленки из оксида хрома для получения максимальной коррозийной стойкости: чем более гладкая поверхность, тем выше коррозийная стойкость. Под воздействием тепла от сварки хром на поверхности шва может выгорать, что может привести к потере им коррозионной стойкости. Чтобы избежать образования ржавчины, очень важно удалить после сварки истощенную хромом зону химическим или механическим способом.

Настоятельно рекомендуется использовать щетки и другие инструменты из нержавеющей стали, чтобы избежать попадания на поверхность частиц железа, которые могут вызвать образование ржавчины.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ПОЛИРОВКА

Это самый лучший способ, однако он медленный и дорогой.

Основными ингредиентами для травления являются азотная и плавиковая кислоты. Помимо гладкой поверхности, данный способ обеспечивает оптимальную коррозийную стойкость, а также удаляет поверхностные дефекты. Избегайте чрезмерного травления, которое образует грубую поверхность. Обратите внимание, что остатки продуктов травления необходимо надлежащим образом нейтрализовывать и утилизировать в соответствии с местными экологическими нормами. Одновременно с травлением сварное соединение пассивируется. Пассивирующие растворы не так эффективны в удалении загрязнений, как травильные пасты и растворы.

ШЛИФОВАНИЕ

Коррозийная стойкость зависит от размера зерна абразивного материала.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ПОЛИРОВКА

Почти столь же эффективна, как и электрохимическая полировка, и зависит от используемого инструмента: чем мягче рабочая поверхность инструмента, тем лучше коррозийная стойкость

ОЧИСТКА ЩЕТКОЙ

Допустимый способ, при условии, что используются чистые щетки из нержавеющей стали.

ПЕСКОСТРУЙНАЯ ОЧИСТКА

Используйте чистый абразивный материал. Избегайте чрезмерной пескоструйной обработки, которая может создать грубую поверхность.

Стандартные сварочные материалы на основе высоколегированных сталей 300 серии образуют в наплавленном металле некоторое количество ферритной фазы, которая способствует подавлению процесса образования микротрещин. Микротрещины могут развиваться в полноценные трещины, которые обычно наблюдаются по центру сварного шва. Микротрещины, как правило, возникают из-за образования легкоплавких пленок по границам зерна в момент окончания кристаллизации сварного шва в сочетании с перемещением кромок из-за высокого коэффициента теплового расширения. Ферритная фаза способствует формированию зерен с большей площадью границ, тем самым снижая толщину жидких прослоек из легкоплавких интерметаллидов.

Поскольку никелевые сплавы и супераустенитные стали не содержат феррита, они более подвержены кристаллизационному растрескиванию. Для того, чтобы снизить риск образования горячих трещин, можно порекомендовать следующие мероприятия:

ТИП РАЗДЕЛКИ ШВА

Из-за более высокого содержания никеля, сварочная ванна, как правило, обладает меньшей текучестью. Чтобы избежать образования непровара, рекомендуется использовать более широкий угол раскрытия кромок разделки, и делать больший зазор между кромками, по сравнению с теми, что обычно используются в сварке нержавеющих сталей.

ТЕПЛОВЛОЖЕНИЕ

Чем ниже уровень удельного тепловложения, тем меньше подверженность сварного шва к растрескиванию. Положительный эффект дает использование сварочных материалов меньшего диаметра, они позволяют выполнять сварку на более низких токах. Рекомендуемый максимальный уровень удельного тепловложения, как правило, составляет 1 кДж/мм.

ФОРМА ВАЛИКА

Следует избегать валиков вогнутой формы. Предпочтительными являются плоские или слегка выпуклые валики.

ТЕМПЕРАТУРА МЕЖДУ ПРОХОДАМИ

При сварке сплавов, не содержащих феррит, предпочтительнее более низкая температура между проходами, которая снижает тепловое напряжение. Максимальная рекомендуемая температура между проходами составляет 150°C.

Особые рекомендации по сварке дуплексных нержавеющих сталей

Дуплексные стали сильно отличаются от стандартных нержавеющих. Их микроструктура содержит примерно по 50% феррита и аустенита. Неправильная сварка сталей этого класса может привести к образованию в сварном соединении фаз или выпадению структур, подверженных питтинговой коррозии. Понимая это, а также тщательно следуя рекомендуемым процедурам сварки, можно легко получить механически надежные и устойчивые к коррозии сварные изделия.

Для успешной сварки материалов на основе дуплексных сталей даются рекомендации ниже. Для получения дополнительной информации обратитесь к специалистам ЭСАБ.

В целом, необходимо соблюдать следующие параметры:

Из-за высокой вязкости жидкого металла этих материалов, текучесть сварочной ванны, как правило, не очень хорошая. Чтобы избежать образования несплавлений, рекомендуется использовать более широкий угол раскрытия разделки и больший зазор между кромками, по сравнению с теми, что обычно используются в сварке нержавеющих сталей.

ВЫБОР ЗАЩИТНОГО ГАЗА И ГАЗА ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОРНЯ ШВА

Как было сказано выше, в силу особенностей этих материалов текучесть сварочной ванны, как правило, более низкая. Это можно частично компенсировать правильным выбором защитного газа, который также может способствовать правильному балансу в микроструктуре аустенита и феррита. Правильно подобранный газа для защиты корня шва также может положительно сказаться на коррозийной стойкости.

Для того, чтобы достичь оптимального соотношения феррита к аустениту, необходимо надлежащим образом контролировать уровень удельного тепловложения. Рекомендуемый диапазон тепловложения зависит от класса дуплексной нержавеющей стали сварного изделия.

Чтобы предотвратить образование хрупких структур, для дуплексных сплавов рекомендуется выдерживать определенную температуру между проходами. Правильная температура между проходами зависит от качества класса дуплексной стали и толщины свариваемого металла.

Сварка ферритных сталей

Сплавы на основе ферритных нержавеющих сталей по своей природе имеют тенденцию к возникновению затруднений при их сварке из-за плохой текучести сварочной ванны.

Чтобы упростить процесс их сварки, для нескольких марок ферритных нержавеющих сталей Exaton разработал сплавы со специальным химическим составом. Обратитесь к специалистам ЭСАБ для получения дополнительной информации.

Наплавка

На практике часто приходится сталкиваться с ситуациями, когда необходимо сваривать оборудование, эксплуатирующиеся при относительно высоких давлениях, при этом должны быть соблюдены требования различных стандартов, регламентирующих изготовление таких сосудов. В то же время, для увеличения срока службы сосудов требуется их защита от коррозии.

Распространенным решением является изготовление сосуда из высокопрочной низколегированной стали и плакирование его поверхностей, контактирующих с различными агрессивными средами высоколегированными материалами с использованием различных процессов. Наиболее часто это MIG, TIG, SMAW и SAW сварка с использованием проволок сплошного сечения или комбинации проволока/флюс. В последние несколько десятилетий становятся все более распространенным процессы дуговой или электрошлаковой наплавки ленточными электродами.

ESAB разработал широкий ассортимент сварочных материалов в виде проволок, лент и флюсов, которые позволяют получить плакирующий слой с требуемым содержанием легирующих элементов при однослойной наплавке с производительностью, превышающей 40 кг/час.

Как правило, при изготовлении таких конструкций, для достижения требуемых пластических характеристик наплавленного металла, на низколегированную сталь необходимо нанести первый переходный слой сварочным материалом повышенного легирования. Последующие слои могут быть получены с использованием сварочного материала с требуемым химическим составом.

Свяжитесь со специалистами ЭСАБ, чтобы узнать больше о материалах и комплексных решениях для сварочного производства.

Сварка нержавейки

Внимание!
Информация собранна в разных источниках, в том числе из личного опыта сварщиков, монтажников и технологов.

В этой статье речь пойдёт только о популярных и ходовых марках стали. И без учёта требований ГОСТ так как по стандарту большую часть нержавеющих сплавов вообще нельзя варить. Например по ГОСТ 14771-76 варить нержавейку можно только дуговым способом в защитном газе.

Это отчасти верно и сталь AISI-304 сваривается лучше, чем AISI-430 (12Х17), но это не совсем так, 430 марку можно так же надёжно сваривать, как и любую другую при соблюдении определённой технологии и материалов.

AISI-430 относится к ферритным сплавам и не содержит никеля и при обычном способе сварки швы получаются хрупкими. Поэтому для устранения этого негативного факта её надо варить с высоколегированной присадочной проволокой и будет прочно, главное долго не перегревать, а также избегать резкого охлаждения металла и провести стабилизирующий отжиг.

Ферритные марки требующие соблюдение технологи сварки и сварочных материалов:
Хром в составе ухудшает качество шва.
AISI-409 (08Х13), содержание хрома 10,5-11,7%
AISI-430 (12Х17), содержание хрома 16,0-18,0%
AISI-439 (08Х17Т), содержание хрома 17,0-19,0%

Сварка аустенитных марок AISI-201/304/316/321

Свариваемость этих сплавов: легко сваривается разными видами сварки, гарантируя хорошее качество шва.
Электродами НИИ-48Г, ГС-1, ДС-12
Аргонно-дуговой сваркой на полуавтоматах проволокой 08Х20Н9Г7Т, 08Х21Н10Г6
Под флюсом АН-48 с использованием вышеуказанных сварочных материалов.
Испытания показали, что шов получается стойким к межкристаллической коррозии (МКК).

Для предупреждения образования в швах и околошовной зоне горячих трещин рекомендуется:
Следует применять режимы, уменьшающие долю основного металла в шве, и использовать припой и сварочные материалы с минимальным содержанием (серы, фосфора, свинца, олова, висмута). Применение для сварки постоянного тока обратной полярности. При ручной сварке покрытыми электродами следует поддерживать короткую дугу и сварку вести без поперечных колебаний. При сварке в защитных газах, предупреждая подсос воздуха, следует поддерживать коротким вылет электрода и выбирать оптимальными скорость сварки и расход защитных газов. Необходимо также принимать меры к удалению влаги из флюса и покрытия электродов, обеспечивая их необходимую прокалку.
Благоприятно и легирование швов повышенным количеством молибдена, марганца и вольфрама, подавляющих процесс образования горячих трещин.

Сварка ферритных марок AISI-409/430/439

В ферритных марках никель заменён на марганец это не способствует хорошей свариваемости.
При сварке хромистых ферритных сталей появляются определённые трудности. При нагревании до температуры 600…900° С хром, вступает в реакцию с углеродом, образовывая карбиды. Кристаллиты карбидов, находящиеся внутри металла, становятся причиной межкристаллитной коррозии, которая существенно ухудшает механические свойства стали.
Хром имеет свойство сильно окисляться. При окислении хрома образуются частые тугоплавкие окислы, которые, также, отрицательно влияют на свариваемость сталей этого типа.

Оптимально использовать дуговую сварку в инертных газах при соблюдении минимального энерговклада в свариваемый шов. Рекомендуется сварка «сверху» (то есть, когда свариваемая поверхность расположена ниже сварочного инструмента). В качестве присадочного материала можно использовать аустенитную проволоку 309Lsi( Cв-07Х25Н13, Св-08Х25Н13БТЮ) и т.п. Можно использовать электроды или присадочные проволоки на основе ферритной хромистой стали марки AISI 430.

Для того, чтобы гарантировать адекватную коррозионную стойкость необходимо убрать окалину и цвета побежалости травлением или механической обработкой щетками из нержавеющей стали и пропассивировать холодным 10-20% раствором азотной кислоты. Необходима последующая тщательная промывка холодной водой и сушка.

ферритные сплавы имеют достаточную свариваемость для многих «статических» применений. Однако шов может быть хрупким при газовой сварке (при нагревании происходит рост зерен в микроструктуре металла). Свойства усталости 430 AISI в сваренном состоянии низкие, и ее не рекомендует для применений, где используется растяжение, или другие воздействия.

Сварка стали AISI-304/430 видео

Технология сварки ферритных хромистых сталей

Сварку ферритных сталей выполняют с предварительным подогревом до температуры 300-400°C и последующим, после сварки, высоким отпуском (нагрев до температуры 650-750°C и последующее медленное охлаждение). Высокий отпуск необходим при сварке сталей этого класса для снятия внутренних напряжений и восстановления начальных механических свойств стали.

Для сварки ферритных, сталей, применяют электроды из сварочной проволоки следующих марок: Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-07Х25Н13 с покрытием, имеющем в своём составе плавиковый шпат и окись марганца. Применение этих электродов позволяет получить жидкий шлак, который хорошо растворяет окислы хрома. Рекомендуют следующие покрытия: ЦЛ-2, ЦТ, УОНИ-13/НЖ.

Для сварки ферритных, как и для большинства высоколегированных сталей, применяют постоянный ток обратной полярности, при малых сварочных токах. Величину тока определяют из следующей пропорции: 25-30 А на миллиметр диаметра электрода. И делается это из тех соображений, что большинство высоколегированных сталей при сварке легко перегреваются, т.к. обладают малой теплопроводностью.

Отожженная 430-я сталь является самой мягкой и податливой и может использоваться для холодной формовки. Диапазон температуры отжига 780°C сопровождается последующим охлаждением на воздухе.
Отпуск после сварки обычно не требуется, хотя 200-300°C — рекомендованный диапазон температуры отпуска.

Как обработать швы нержавейки после сварки

Способ травление
Эффективным методом обработки сварных швов является травление. Если правильно выполнить метод травления, то это позволит качественно устранить оксидный слой и зону с низким содержанием хрома. Обработка по этому методу выполнения путем покрытия, погружения или наружного нанесения пасты, все зависит от условий. В основном, при травлении используют смешанные кислоты (азотная кислота/плавиковая кислота) в пропорциях 8 – 20% азотной кислоты и 0,5 – 5% плавиковой кислоты, с добавлением H2O (вода). Время травления зависит не только от концентрации кислот, но и от температуры, сорта проката и толщины окалины (кислотоупорный прокат по сравнению с нержавеющим прокатом требует продолжительной обработки). После метода травления конструкция становится стойкой к воздействию коррозии.

Способ шлифовка и полировка (для поворотов перил)
Для него из инструментов вам потребуются болгарка и шлифовальные круги для нее с разной степенью зернистости, так как вся обработка делается последовательно в несколько заходов.

Сначала убираются все наплавы наиболее жестким материалом. Если сильных наплавов нет, можно сразу переходить к более мелкозернистым материалам.
Часть, которая будет шлифоваться, ограничивается клейкой алюминиевой лентой. Она прикрепляется к поверхности в несколько слоев, чтобы граница была заметнее.
Не заклеенная поверхность обрабатывается аккуратно, давить на инструмент не нужно.
Лента снимается, ею заклеивается обработанная часть, чтобы ограничить уже другую, для зачистки следующей зоны.
После каждой шлифовки поверхность промывается водой и вытирается насухо. Так продолжается, пока все круги, вплоть до самого мелкозернистого, не будут использованы. Обычно хватает трех кругов, с зернистостью 180, потом 320 и 600. Все заканчивается войлочным кругом, потом начинается процедура полировки.

Сначала шов зачищают диском с вулканитом, его можно надеть прямо на дрель. Это мягкий материал, похожий на резину, поэтому он не оставит царапин, но сможет повлиять на соединение и запилить его до наиболее ровного состояния.

После на обработанную поверхность наносится паста для полировки. Чтобы она правильно распределилась, шов нужно обработать другим кругом, войлочным, который тоже надевается на дрель. Делайте продольные движения по всему шву, чтобы паста распределилась равномерно. Размер круга подбирается в зависимости от величины и вида изделия, так как без маленьких кругов углы не обработать.

Полировочная обработка швов ведется до того момента, пока нержавейке после сварки не вернется ее зеркальный вид, а матовые пятна не исчезнут.

Шлифовка полировка сварного шва видео

Подготовка к сварке

Перед тем, как приступить к выполнению сварочных работ нужно провести предварительную подготовку стали. Края детали необходимо защитить от блеска, а так же произвести обезжиривание свариваемой поверхности с помощью органического растворителя, например ацетона.
Существует несколько способов, которыми можно воспользоваться, для получения качественного результата:
Ручная дуговая сварка (MMA). Рекомендуется использовать, если не предъявляется завышенных требований к качеству стыка. Главной проблемой будет подбор нужного электрода к конкретной марке стали. Самыми популярными вариантами электродов выступают карбонатные или рутиловые. В первом случае сварка осуществляется постоянным током, во втором — переменным.
Сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами в инертной среде аргона (TIG). При данном виде сварки можно получить шов высокого качества, для этого будет нужно использовать высоколегированную проволоку.
Полуавтоматическая сварка в защитной среде инертных газов. Является преимущественным методом сварки, так как с помощью него можно работать с материалом различной толщины. В качестве среды чаще всего применяют смесь аргона и диоксида углерода. Процентное содержание последнего не советуется превышать более 2%, так как это может вызвать дефекты сварки.

Отдельные нюансы работы с нержавеющей сталью

Перед тем, как начать сварку, обратите внимание на следующие моменты:
Нержавеющая сталь обладает небольшим коэффициентом теплопроводности. Для того, чтобы избежать повышенное нагревание детали в районе шва, необходимо уменьшить сварочный ток на 25-30%.
При сварке осуществляется сильный нагрев электродов, такие условия их сильно изнашивают.
Если деталь достаточно толстая, зазор между швами нужно оставлять побольше, в противном случае возможно появление трещин.
Производить охлаждение швов желательно как можно быстрее, так как велика вероятности уменьшения антикоррозийных свойств металла.
При выборе метода сварки необходимо руководствоваться толщиной и маркой металла, а так же качеством ожидаемого результата.

FAQ сварка нержавейки

Какую нержавеющую сталь лучше выбрать для сварки?

Есть мнение, что разные сплавы нержавеющей стали имеют разную свариваемость и поэтому если планируются сварочные работы, то необходимо выбрать какую-то определённую марку нержавеющей стали, например AISI-304.
Это отчасти верно и сталь AISI-304 сваривается лучше, чем AISI-430, но это не совсем так, 430 марку можно так же надёжно сваривать, как и любую другую при соблюдении определённой технологии и материалов.

Чем лучше варить аустенитные марки?

Какие электроды лучше использовать для сварки ферритных сплавов?

Как обрабатывать швы нержавейки после сварки?

Есть два способа - химическое травление и механическая обработка.
При травлении используют смешанные кислоты (азотная кислота/плавиковая кислота) в пропорциях 8 – 20% азотной кислоты и 0,5 – 5% плавиковой кислоты, с добавлением H2O (вода).
При механической обработке шов шлифуется болгаркой, после наносится специальная паста и шлифуется войлоком до зеркального вида.

Сварка aisi 304/316. Возникаю проблемы по швам.

Товарищи, добрый день! Нужна помощь! При сварке бака (среда использования - вода, под давление 6-8 атмосфер) из нержавейки (AISI 304/316, толщина 1 мм обечайка и 1,5 мм крышка, проволока 308/316LSi) возникают проблемы: прожог (не знаю, как правильно назвать, извините уж) (не сквозной, но с выплесками во внутрь шва) на перекрёстках и доварка по кольцевому шву. Подскажите, на сколько велики риски по протечкам в данных местах? После сварки бак проверяется на герметичность естественно, интересует долговечность сварного соединения в данных местах.

Прикрепленные изображения

Перегрели вот и прожог! На втором фото корень шва подрезан.

2015-01-21_155517.png

Явный брак!

Да это понятно, что перегрели. Вопрос в другом - на сколько высока вероятность протечки в таких местах?

Если сосуд работает под давление 6-8 атм, то высока! Перегретый шов склонен ржаветь. Не быстро, но рано и ли поздно будет течь по шву.

Зависит от условий эксплуатации. Если скажем давление постоянно 6-8 атм и емкость в помещении и только с водой, то вероятность течи крайне мала с временем, вряд-ли вы ПА выжгли из 316 нержи все легирующие элементы. Если же нагрузки циклические, то вероятность течи возрастает кратно.

Нагрузки циклические. Это бак для нагрева воды, вода нагревается - бак расширяется, остывает - в исходное положение.

очень высока - подрез дюже зачетный , по-моему вопрос времени (колличества циклов нагрева/остывания).

Вот так выглядит перекресток с внутренней стороны

А вы поддув аргона с обратной стороны шва делаете при сварке. Если нет, то это вот вам и результат!

Корень шва можно только тяпкой подрезать

Очень)))) - кто нить опишите безматерно результат. Забираю свои слова обратно - гикнецца 100% изделие енто.

Глянул справочник Miller , так они требуют для нержи 98Аргон+2Кислород . Кто пробовал? Может и копоти не будет??

Второй вариант : гелий +аргон+ СО2

Я так понял это баки со стиралки старых моделей,вчера только закончил варить из них заказ. Дед притащил 2 бака,мол коптилку хочу сделать. Варил на Режиме пульс,отлично все вышло присадка 12х18н10т. До этого варил малым током простым режимом,все равно прожеги были,метал тонкий очень.

Удовольствие от высокого качества длится дольше чем радость от

Нагрузки циклические. Это бак для нагрева воды, вода нагревается - бак расширяется, остывает - в исходное положение.

Ваш бак (сейчас речь не о швах , а об эксплуатации ) разорвет через пару дней , такой режим рвет гораздо толще баки на только так.

Под ваш режим нужно ставить расширительный бак , да и то для нерж 1мм - 1,5мм давление 6-8 атмосфер смертельно .

З атмосферы и то баки спец формы делаются для устойчивости против давления.

selco , по рисунку, почему-то думал, что такое расположение расширительного бака - вверх тормашками. Логически - давление во все стороны одинаковое, а практически ведь разные ситуации бывают.

Контакты без заполненного профиля - в игнор!

Валера прав, при давлении 6-8 атм 1мм слабовато будет при таком объеме. Второе, изнутри бака место сварки будет ржаветь, т.к. не было защиты. Бак сыграет десяток раз и будет вам трещина, причем не хилая. ИМХО конечно. По аккуратнее с сосудами под давлением, это чревато. Удачи.

Требуется сварить небольшую ванночку для краски на водной основе. Должна выдержать хотя бы 10лет на сквозную коррозию.

Сварка аппаратом Сварог MIG250Y сталь AISI304 1 мм. проволока 308 0,8мм. Смесь 5%.

Настройки: напряжение на минимуме, подачу постепенно увеличивал с минимума до характерного звука. Расход смеси 15

Результат: Металл горит, причем даже при точках.

На 2мм проблем не было.

Неужели напряжение уменьшать придется?

r2d2 , руками быстрее надо двигать. Вы сравните ширину катета и толщину металла. Медленно горелку ведёте и металл перегреваете. Чтобы проволокой 0,8 единичку сплошным швом варить, очень хороший навык нужен. Лично у меня не получается. То есть, я могу собраться, проварить нормально несколько сантиметров шва. А дальше, или дырка или непровар. Поскольку очень редко такое делаю.

Требуется сварить небольшую ванночку для краски на водной основе. Должна выдержать хотя бы 10лет на сквозную коррозию. Сварка аппаратом Сварог MIG250Y сталь AISI304 1 мм. проволока 308 0,8мм. Смесь 5%. Настройки: напряжение на минимуме, подачу постепенно увеличивал с минимума до характерного звука. Расход смеси 15 Результат: Металл горит, причем даже при точках. На 2мм проблем не было. Неужели напряжение уменьшать придется?

Каких размеров ванночка , да в принципе размеры не столь важны. Швы сплошные и Тиг такую 1ММ варить надо , ПА ее так искорежит что останется ее только в помойку выкинуть, вот 2ММ уже можно и ПА. Так что даже не мучайтесь и материал не портите.

Можно конечно попытаться ПА с CuSi3 сварка - пайка но удовольствие дорогое да еще ПА как ее воспримет .

Так что лучше и проще Тиг сваркой .

Вот так корежить будет

aisi 316 нержавеющая сталь

Полный обзор Aisi 316: сфера применения, свойства и аналоги

Нержавеющая сталь марки AISI 316 – сплав из 300-й серии, который изготавливается в соответствии с требованиями The American Iron and Steel Institute, то есть стандартами Америки. 316 AISI представляет собой модернизированную версию 304 марки — добавлен молибден(Мо). 316-я обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем 304 АИСИ. Она также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в под-нулевых температурах. Российский аналог сплава – марка 03Х17Н14М3.

Наличие Мо способствует большей устойчивости к коррозии, что позволяет использовать нержавеющую сталь в агрессивных условиях и при высоких температурах. Молибден предотвращает восприимчивость сплава к питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты.

316 AISI применяется для производства: химического оборудования, подвергающегося воздействиям агрессивных веществ; инструментов, вступающих в контакт с морской водой, корзин; оборудования для проявления фотопленки; корпусов котлов, используемых под высоким давлением; установок для переработки пищи; емкостей для отработанных масел для коксохимических установок, корзин и многого другого.

Обозначение по международным стандартам

Американский стандарт ASTM A240

Российский стандарт ГОСТ 5632-72

Применяемые стандарты и одобрения

Химический состав

Марка АИСИ 316 относится к нержавеющим высоколегированным хромо-никелевым нержавеющим сталям. Она довольно плохо проводит тепло и электроэнергию, может использоваться в качестве маломагнитного материала. Антикоррозийные свойства обусловлены большим содержанием хрома в металле. Молибден усиливает антикоррозийные свойства, защищая сплав от коррозии питтингового и щелевого типа в агрессивных средах. К примеру, в растворе хлора или соленой морской воде, в парах уксусной к-ты. Благодаря марганцу стабилизируется аустенитная структура, а за увеличение технологичности отвечает никель. Титан придает стали прочность и плотность, а кремний усиливает упругость, вязкость и кислотоустойчивость стали. Марганец эффективно повышает износостойкость металла, а также устойчивость к механическим нагрузкам.

Химический состав AISI 316 (стандарт ASTM A240)

Компоненты стали AISI 316

Масс. %

Химический состав марки AISI 316Ti и 316L

Марка нержавеющей стали

AISI 316Ti (Стандарт ASTM A240)

AISI 316L (Стандарт ASTM A240)

Механические свойства при комнатной температуре

Сталь нержавеющая AISI 304 легка в обработке при любых температурах, отлично сваривается различными способами.

Нержавеющая сталь AISI 316

Сопротивление на разрыв (σв),

Предел текучести (σ0,2),

Предел текучести (σ1,0),

Относительное удлинение (σ), %

Твердость по Бринеллю (HB)

Твердость по Роквеллу (HRB)

В соответствии с ASTM A 240

Нержавеющая сталь 316 лидирует в коррозийной стойкости, благодаря чему она востребована в промышленности и медицине. Ее стоимость примерно на 40% выше, чем у 304 марки.

Свойства при высоких температурах

Ниже указаны данные только для марок AISI 316 и AISI 316Ti, потому что показатели стали AISI 316L плохо себя проявляют при температуре свыше 425°С.

Максимальная прочность при повышенных температурах

Температура, °C

600

700

800

900

1 000

Rp m / Предел прочности (при растяжении), Н/мм², сопротивление на разрыв

Наименьшие величины предела упругости(ползучести) при повышенной температуре

550

650

Rp 1,0 / Пластичная деформация 1% (текучесть), Н/мм²

Максимальные температура эксплуатации АИСИ 316

Температура образования окалины (условия окисления):

Концентрация, % к массе

Код: 0 = хорошая степень защиты (скорость коррозии не превышает 100 мм/год); 1 = частичная защита (скорость варьируется от100m до 1000 мм/год); 2 = не пригоден/non resistant – (превышает 1000 мм/год).

Скорость коррозии (мм/год)

Свойства AISI 316 при низких температурах

Температура, ° по Цельсию

Предел прочности (актуально при растяжении материала), N/mm 2

Предел Упругости,(0.2%), (другими словами - условный предел текучести) N/mm2

Ударная вязкость, J

Физические свойства

Нержавейка AISI 316 обладает физическими свойствами, которые практически идентичны свойствам марки 304. Единственное, 316 имеет незначительно бОльшую плотность.

Плотность стали(вес) 316 — 7,88 г/см3.

Таблица физических свойств AISI 316 и AISI 316L

Наименование

Условные обозначения

Единица измерения

Температура

Значение

Средний коэффициент теплового расширения

Электрическое удельное сопротивление

Физико-механические параметры

Предел прочности при комнатной температуре, МПа

Предел упругости , МПа

Твердость по Бринеллю, НВ

Для непрерывного воздействия верхний предел рекомендованных t° составляет 870° по цельсию. Допускается прерывистая обработка при t° до 925. Сплав является одним из самых пластичных среди аналогичных, его можно подвергать различного формата холодным обработкам.

Технологические свойства

Технические характеристики стали AISI 316:

Предел текучести 220 МПа. С повышением температуры показатель падает.
Допускаемое напряжение сплава при тесте на разрыв составляет не менее целых 520 МПа. Это сравнительно высокий показатель среди всех нержавеющих сталей с подобным хим. составом.
Плотность – 7880 кг/м3. Это ощутимо выше, нежели у аналогичных сплавов.
Твердость по Роквеллу(HRB) насчитывается в пределах 85 единиц(максимально допустимо 100).

Продажа стали осуществляется в различных форматах – кругах, проволоке, листах, трубах, лентах и т.д.. Это позволяет быстро выбрать необходимый сортамент для изготовления нужных изделий.

Сопротивление коррозии

Общая Коррозия

Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих типов. Одно известное исключение — азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем.

AISI 316 является наиболее стойким к серной кислоте, чем любые другие хромо- и никельсодержащие марки. При температурах около 50°C сталь стойко выдерживает воздействие этой к-ты в концентрации до 5 процентов. В температурных диапазонах до 40°C и выше 60°C имеет превосходное сопротивление более высоким концентрациям. В местах конденсации сернистых газов она является намного более стойкой, чем другие типы.

Он также широко используется в горячих органических и жирных кислотах, поэтому часто применяется в изготовлении и обработке некоторых продуктов и фармацевтических изделий.

Питтинговая (щелевая) коррозия

Сопротивление 316 сталей к питтинговой коррозии в присутствии хлорида увеличено более высоким содержанием элементов: Сr, Мо, N.

Относительная мера питтингостойкости определяется параметром, вычисляемым как PREN = Cr+3.3Mo+16N . PREN для сталей AISI 316 и AISI 316L (PREN=24.2) выше, чем для AISI 304 (PREN=19.

0), что отражает лучшую стойкость к питтингу за счет присутствия Мо.

Лучшую стойкость к питтинговой коррозии обеспечивает более высокое содержание молибдена в сплаве.
CCCT (Критическая Температура Щелевой Коррозии) и CPT (Критическая Температура Питтинговой Коррозии) скоррелированы с PREN.
Сталь марки AISI 304 может сопротивляться щелевой коррозии в воде, содержащей приблизительно до 100 ppm хлоридов, в то время как для AISI 316 и AISI 317 этот показатель составляет до 2000 и 5000 ppm хлоридов, соответственно.

Хотя эти сплавы использовались в морской воде, они не рекомендуются для такого использования. Применение этих марок предпочтительно в аэрозольной морской среде (фасады зданий около океана) и загрязненной городской среде (крыши, дымоходы).

Межкристаллитная коррозия

Содержание углерода в нержавеющих сплавах типа 316 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния. По этой причине использование низкоуглеродистой нержавеющей стали AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.

Читайте также: