Jaká elektroda se používá ke svařování nerezové oceli se železným kovem?

Jak svařovat nerezovou ocel se železným kovem: technologické vlastnosti 14.04.2023 16: 57

Potíže spojené se svařováním výrobků vyrobených z nerezové oceli se železným kovem se vysvětlují především tím, že tyto materiály, přestože patří k oceli, jsou ve skutečnosti odlišné. Aby bylo možné takové kovy kvalitativně svařit, to znamená získat svar, který se svými mechanickými vlastnostmi bude blížit základnímu kovu spojovaných výrobků, musíte nejprve vybrat správné elektrody. Kromě toho je třeba vzít v úvahu takový parametr spojovaných kovů, jako je jejich svařitelnost, tedy schopnost vytvářet kvalitní a spolehlivé nerozebíratelné spoje získané svařováním.

Principy svařování nerezových ocelí

Svařitelnost korozivzdorných ocelí – schopnost vytvářet vysoce kvalitní svarové spoje (včetně železných kovů) – je ovlivněna určitými vlastnostmi těchto slitin.

• Tepelná vodivost korozivzdorných ocelí je ve srovnání se stejným parametrem slitin s nízkým obsahem uhlíku nízká. Vzhledem k tomu, že nerezová ocel není schopna rychle odvádět teplo, při svařování se velmi zahřívá, což negativně ovlivňuje vlastnosti vytvářeného spoje a základního kovu. Aby nedošlo k přehřátí výrobků z nerezové oceli při jejich svařování s díly ze železných kovů, je nutné snížit svařovací proud (v průměru o 20 %).
• Nerezové slitiny se vyznačují vysokým koeficientem lineární roztažnosti, což vede k výrazné deformaci kovu při svařování. Tento faktor navíc způsobuje deformaci nerezových výrobků i v okamžiku, kdy jsou již spojeny svařováním a ochlazují. Aby se tomu zabránilo, je nutné zajistit širší mezery mezi spojovanými částmi.
• Vysoký elektrický odpor, který má nerezová ocel, způsobuje značné přehřívání svařovacích elektrod. To platí zejména v případě, že se pro svařování používají elektrody z vysoce legované oceli. Aby se předešlo těmto problémům, mělo by být svařování jak homogenních, tak nepodobných ocelových slitin prováděno krátkými elektrodami (ne více než 350 mm), jejichž tyč je vyrobena ze slitin chromniklu, vyznačujících se nízkým elektrickým odporem.
• Tendence k mezikrystalové korozi, ke které jsou zvláště náchylné oceli s vysokým obsahem chromu, vede ke zhoršení antikorozních vlastností nerezové oceli a vzniku trhlin v její vnitřní struktuře. K tomuto typu koroze dochází také v důsledku přehřátí kovu při svařování. S tímto jevem, jehož podstatou je, že se pevné karbidové sloučeniny objevují na hranicích krystalů obecného kovu, se bojuje různými způsoby. Nejúčinnější z těchto metod je rychlé ochlazení kovu, který prošel výrazným zahřátím během procesu svařování. Je však třeba poznamenat, že metoda rychlého chlazení, ke které se používá obyčejná voda, je účinná pouze v případech, kdy je spojovaným materiálem chromniklová ocel.

Způsoby svařování výrobků z nerezových ocelí a železných kovů

Aby bylo možné svařovat obrobky z nerezové oceli a slitin železné oceli, a tím získat vysoce kvalitní a spolehlivé spoje, používají se následující typy svařování:

• pokrytý kusovými elektrodami v režimu MMA;
• nekonzumovatelné elektrody vyrobené z wolframu;
• v prostředí ochranného plynu, kterým je převážně argon.

Pokud je svařování železných kovů a výrobků z nerezové oceli prováděno první technologií (MMA), pak je nutné vzít elektrody speciálně určené pro spojování neželezných kovů a slitin.

Značky a aplikace vysokolegovaných elektrod

Nejlepší je však vařit nerez a železný kov v prostředí ochranného plynu argonu. K tomu budete samozřejmě potřebovat speciální svařovací stroj. V tomto případě argon poskytuje spolehlivou ochranu vytvářené zóny svaru před nadměrným nasycením kovu dusíkem a jeho oxidací. Pokud taková ochrana není zajištěna, kov vytvořeného svaru bude velmi křehký, což výrazně sníží spolehlivost výsledného spoje.

Schéma svařování argonem pro nerezovou ocel

Aby bylo možné kvalitativně svařovat výrobky z nerezové oceli a železného kovu, je nutné během provozu sledovat polohu elektrody. Ten, aby byl svar kvalitní a spolehlivý, musí být udržován kolmo k povrchu spojovaných obrobků.

Výběr elektrod

Aby bylo možné spolehlivě svařit výrobek z nerezové oceli s částí z obyčejného železného kovu, je třeba vzít v úvahu řadu důležitých nuancí. Nejprve se týkají výběru přídavného drátu určitého chemického složení. Kov přídavného drátu, jehož stupeň legování musí být vyšší než obdobný parametr materiálu svařovaného výrobku, musí nutně obsahovat prvky jako mangan, nikl a někdy i chrom.

Značky a chemické složení vysokolegovaného svařovacího drátu (klikněte pro zvětšení)

Důležitou podmínkou pro vytvoření kvalitního svarového spoje je přítomnost určitého podílu obecného kovu ve složení vytvářeného svaru. V závislosti na použité technologii svařování může být množství základního kovu ve svarovém materiálu 30–40 %.

Před svařováním obrobku z nerezové oceli s částí ze železného kovu byste měli zjistit chemické složení svařovaných ocelí, abyste mohli vybrat správný typ elektrod.

Různé materiály, které je třeba spojit svařováním, se mohou lišit v řadě parametrů:

• schopnost vytvářet trvalé spoje (svařitelnost);
• tepelná vodivost;
• mechanické vlastnosti;
• stupeň legování;
• chemické složení.

V tomto případě ocelové slitiny, z nichž musí být výrobky svařeny, mohou patřit do jedné z následujících kategorií:

• uhlík;
• nízká slitina;
• tepelně odolný;
• legované;
• vyznačující se vysokým stupněm legování – vysoce legované.

Přibližný výběr svařovacího materiálu v závislosti na účelu svaru

Hlavním problémem spojeným se svařováním nepodobných ocelí (nerez a železné kovy) je tvorba trhlin ve vytvořeném svaru. Aby se zabránilo takovému problému, specialisté velmi často používají vysoce legované elektrody pro svařování výrobků z nerezové oceli s díly vyrobenými ze železných kovů, které jim umožňují vytvořit svar s vysokými pevnostními parametry.

Výsledek obloukového svařování nerezové oceli s černou ocelí elektrodou OZL-6. Švy, i když jsou tmavší, nezrezivěly několik měsíců

Obecně se pro svařování výrobků z nerezové oceli s díly vyrobenými ze železných kovů používá několik hlavních typů elektrod:

• E50A – pro oceli vyznačující se vysokou tepelnou odolností;
• OZL-25B – pro slitiny oceli klasifikované jako žáruvzdorné;
• NIAT-5 – pro oceli s austenitickou vnitřní strukturou;
• TsT-28 – pro ocelové slitiny obsahující ve svém chemickém složení významný podíl niklu.