Die Beschränkung von sechswertigem Chrom verhindert an den meisten Stellen die Verwendung von Fülldraht (FCAW), und das Metall-Gas-Lichtbogenschweißen (GMAW) funktioniert in beiden Richtungen des Nutschweißens schlecht. Was sollten Hersteller also tun, um eine bessere Leistung und Zuverlässigkeit zu erzielen?

Von der Materialhandhabung bis zum Schneiden und Schweißen bringt Edelstahl (SS) normalerweise einige Herstellungsschwierigkeiten mit sich. Lassen Sie uns kurz die Gründe für die Herstellung von Edelstahl rostfrei betrachten.

Es gibt mehrere verschiedene SS-Gruppen, aber normalerweise wird Kohlenstoffstahl zu einer Art Edelstahl, bei dem mindestens 10.5 Gew.-% Chrom hinzugefügt werden. Die gebräuchlichste Version von Edelstahl ist austenitischer Edelstahl, der etwa 8 Gew.-% Nickel enthält. Dies verbessert die Korrosionsbeständigkeit, dient als Austenitkatalysator und verbessert stark die Zähigkeit für Niedertemperaturanwendungen.

Die austenitische SS-Serie ist als Material mit 18 % Chrom / 8 % Nickel klassifiziert, das umweltbedingter oder chemischer Oxidation (Rost) und Korrosion effektiv widerstehen kann. Die Wahl eines speziellen SS-Typs hängt von seiner Fähigkeit ab, die erforderlichen mechanischen Eigenschaften unter den Verwendungsbedingungen bereitzustellen. Diese variieren je nach Produktkonzentration, Betriebstemperaturbereich oder Viskosität. Abrieb kann die Wirksamkeit bestimmter Edelstahlsorten oder -sorten in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur stark beeinträchtigen.

Beim Schweißen ist die Zugabe von Chrom und Nickel und anderen Legierungselementen auch der Grund, warum das Schweißen von SS schwieriger ist. Diese Elemente verändern die Dynamik des Schmelzbades, darunter die Fließfähigkeit, die durch die Lichtbogenenergieübertragung und Änderungen der Oberflächenspannung des geschmolzenen Schmelzbades verursacht wird. Aus diesen Gründen wird das vertikale Aufwärtsschweißen (3G/F) oder das vertikale Abwärtsschweißen anspruchsvoller.

Das primäre Ziel der SS-Schweißfertigung besteht darin, einen geeigneten Zusatzwerkstoff zu finden, der die erwarteten Betriebsbedingungen erfüllt.

Gegebenenfalls ist der Einsatz von Schutzgas unter den geforderten Einsatzbedingungen zu erwägen. Unter der Voraussetzung, dass all diese Bedingungen erfüllt sind, besteht das nächste Ziel darin, Ihnen mit dem Schweißprozess und dem Zusatzwerkstoff ein fehlerfreies Schweißen zu ermöglichen und die Abschmelzleistung des Schweißprozesses zu optimieren.

Für die meisten Anwendungen werden Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), GMAW oder FCAW für manuelle Schweißprozesse ausgewählt. GTAW produziert einige der hochwertigsten Schweißnähte, aber sie sind in Bezug auf Abschmelzleistung und Verfahrgeschwindigkeit sehr langsam, so dass wir vorerst nicht in Betracht ziehen, sie zu verwenden. Zur Vereinfachung der Ausrüstung kann das Instandhaltungsschweißen vor Ort natürlich auch das Lichtbogenschweißen (SMAW) verwenden, aber wir konzentrieren uns auf die Eigenfertigung.

Da SS eine Vielzahl chemischer Zusammensetzungen aufweist, die weit über die von Kohlenstoffstahl hinausgehen, kann die chemische Zusammensetzung, die für eine Sorte wirksam ist, für eine andere möglicherweise nicht funktionieren. Die spezifische Qualität des SS-Substrats, die durch die Verwendungsbedingungen erforderlich ist, erfordert die Auswahl von Zusatzwerkstoffen, die den erforderlichen mechanischen Eigenschaften entsprechen oder diese übertreffen.

Häufige Probleme beim senkrecht nach unten gerichteten Schweißen sind schlechtes Aussehen der Schweißraupe, übermäßige Spritzer, schlechte Überlappung der Schweißnaht, fehlende Verschmelzung und Auswaschungs- (oder vertieftes) Aussehen. Sie können immer noch gut strukturierte, lecksichere Schweißnähte auf dünnen Materialien erstellen, aber insgesamt kann die Summe dieser Variablen Hersteller dazu veranlassen, nach anderen Lösungen zu suchen. Denken Sie daran, dass bei Materialien mit einer Dicke von weniger als 3/16 Zoll das vertikale Abwärtsschweißen die gebräuchlichste Technik ist.

Wenn das zu schweißende Teil nicht sicher positioniert werden kann, also die Schweißnaht in einer horizontalen oder horizontalen Position ist (1G/F oder 2G/F), kann 3G/F (vertikal nach oben) die einzige Option sein.

Bei dickwandigen Profilen ist es am besten, mit MSG oder FCAW vertikal nach oben zu schweißen. Im Vergleich zu MSG erzeugt der Einsatz von FCAW beim Schweißen zwar mehr Rauch und Rauch, aber qualitativ hochwertige Schweißnähte und eine gute Abschmelzleistung. Viele Unternehmen verwenden FCAW zum Schweißen von SS und ergreifen geeignete technische Kontrollmaßnahmen, um die Sicherheit der Schweißer zu gewährleisten. Bitte wenden Sie sich jedoch an Ihre Sicherheitsabteilung und einen lokalen Industriehygieniker, um sicherzustellen, dass die richtigen Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden und die OSHA-Anforderungen eingehalten werden.

Unter Berücksichtigung aller Faktoren ist MSG ein ideales Verfahren für das SS-Schweißen. GMAW hat zwei Auswahlmöglichkeiten für die Drahtauswahl: Massivdraht oder Metallkerndraht. Für Einzeldrahtanwendungen ist die gängigste Branchenpraxis die Verwendung von 0.035-0.045-Zoll-Durchmesser. Durchgezogene Linie, 98% Argon/2% Kohlendioxid Schutzgasgemisch und Kurzschluss-Übertragungsmodus. Sie benötigen eine Konstantspannungs-Schweißstromversorgung mit steiler Steigung und einstellbarer Induktivität, um Schweißspritzer zu minimieren und eine bessere Fließfähigkeit des Schmelzbades beim Schweißen in der 3G/F-Position zu ermöglichen. Dies ist für die Verwendung dieses Schweißgutübertragungsmodus unerlässlich, um hochwertige Schweißnähte und ein schönes Aussehen zu erzielen.

Wenn Ihre Ausrüstung durch Impulsübertragung geschweißt werden kann, können Sie Metallfülldraht verwenden. Im Allgemeinen verwendet der Schweißdraht ein Schutzgasgemisch aus 90% Argon/10% Kohlendioxid. Sie sollten einen Durchmesser von 0.045 Zoll oder 0.052 Zoll verwenden. Elektrode und Schweißnaht befinden sich im Pulsmodus.

Bei einigen Anwendungen liefert der Impulsübertragungsmodus basierend auf den zuvor diskutierten Materialdicken gute Ergebnisse für andere vertikale Aufwärtsschweißungen bis hin zu vertikalen Abwärtsschweißungen. Abhängig vom Hersteller des Schweißgeräts und dessen Pulsschweißform, der Qualität und den chemischen Eigenschaften des Schweißzusatzes und der verwendeten SS-Klasse müssen Sie einige Versuche durchführen, um die Schweißparameter zu finden, die die besten Ergebnisse liefern.

Link zu diesem Artikel: Analyse von Problemen und Strategien beim vertikalen Aufwärtsschweißen von Edelstahl

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