V današnjem prispevku si bomo natančneje ogledali različne vidike in postopke, ki so potrebni za varjenje nerjavečega jekla. Kot pri mnogih takšnih temah tudi pri tej temi obstajajo miti, nekateri pa temeljijo zgolj na dejstvu, da nerjavečega jekla ne poznamo najbolje. Ne pomagajo samo ustrezni varilni aparati ampak predvsem pravi varilni postopki. Poglejmo si torej, kako je z varjenjem nerjavečega jekla.

Je nerjaveče jeklo možno variti?

Ker so številni predmeti, kot so npr. cisterne za mleko, izdelani iz nerjavečega jekla in varjeni, ga je seveda možno variti. Kar zadeva postopke, je mogoče uporabiti večino, če ne celo vseh postopkov obločnega varjenja. Upoštevati je treba, da nerjaveče jeklo ni le ena izmed kovin. Obstajajo štiri glavne skupine in vsaka ima svoje posebne zahteve pri izbiri pravega varilnega plina. To so avstenitni, feritni, martenzitni in dupleksi.

• Med njimi so najpogosteje uporabljena avstenitna nerjaveča jekla, ki predstavljajo približno 70% vseh izdelanih nerjavnih jekel, varljivost je dobra.
• Feritne različice niso tako pogosto uporabljene, vendar imajo visoko trdnost in dobre lastnosti pri visokih temperaturah, zato jih uporabljamo za izpuhe, katalizatorje itd.
• Martenzitne razrede je veliko težje variti, vendar imajo visoko trdnost in se uporabljajo za podvozja vozil, železniške vagone itd.
• Končno, dupleksni sloji ponujajo najboljše iz avstenitnega in feritnega razreda, ki združujejo visoko trdnost in visoko odpornost proti koroziji in se uporabljajo v kemičnih obratih, kjer je celovitost zvara ključnega pomena.

Ali obstajajo večja zdravstvena tveganja z varjenjem nerjavečega jekla?

Težave se v mnogih pogledih ne razlikujejo od težav pri katerem koli postopku obločnega varjenja. Vendar pa obstaja nekaj specifičnih težav. Vsak postopek varjenja bo ustvaril zapleteno mešanico kovinskih hlapov, delcev in plinov. Varjenje nerjavečega jekla je še posebej zaskrbljujoče zaradi nastajanja dima, ki med drugim vsebuje nikelj in šestvalentni krom. Zaradi tega se pri varjenju nerjavečega jekla priporoča uporabo lokalnega izpušnega prezračevanja. Vendar se je v praksi pokazalo, da velik del delovnih postaj, čeprav imajo na voljo ustrezen nadzor izpostavljenosti, v praksi tega ne uporabljajo.

Treba je opozoriti, da se v mnogih primerih varjenje nerjavečega jekla izvaja v zaprtih prostorih, na primer v rezervoarjih. Številni uporabljeni postopki se za svojo učinkovitost opirajo na inertne pline. Če pa naloga ni skrbno načrtovana, lahko varilni plini, kot so argon, ogljikov dioksid, dušik in helij, izpodrivajo zrak v zaprtih prostorih. Argon in ogljikov dioksid sta razmeroma ‘težka’ plina. Lahko se združijo na mestih, kjer običajno ne pričakujete težav, na primer pod prostori za pregled vozil.

Zakaj so inertni plini nevarni?

Včasih se z inertnimi plini namerno nadomešča zrak, da se prepreči oksidacija zvara ali zmanjša nevarnost požarov. Plini se lahko tudi kopičijo, ko se uporabljajo med varjenjem. Če ne upoštevate varnega delovnega sistema in vstopite na območje, kjer je veliko inertnega plina, tvegate smrt zaradi zadušitve. Če je količina inertnega plina dovolj velika se boste enostavno onesvestili. To se zgodi tako hitro, da se ne boste mogli rešiti. Če je inertni plin le delno nadomestil zrak, se lahko počutite zelo šibke, utrujene in zmedene. Verjetno boste ugotovili, da ne morete dokončati preprostih nalog, vključno z iskanjem izhoda. Če vas v nekaj minutah ne rešijo in ne vdihnete kisika, boste verjetno omedleli in sčasoma umrli. Večina varilnih plinov, vključno z vsemi inertnimi plini, nima vonja.

Kateri postopek se po navadi uporabljajo za varjenje nerjavečega jekla?

Uporabljajo se lahko vsi običajni postopki obločnega varjenja – MMA, MIG/MAG, TIG, plazma itd. Vendar je v večini primerov po navadi izbrano TIG varjenje.

A. TIG varjenje nerjavečega jekla

Plinsko volframovo obločno varjenje GTAW oz. TIG je najpogosteje uporabljen postopek. Po raziskavi britanskega izvršnega odbora za zdravje in varnost (majhna raziskava o izpostavljenosti varilnim dimom iz nerjavečega jekla, Matt Coldwell in Chris Keen – poročilo o raziskavi RR770) TIG in MIG varjenje predstavljata približno 90% varjenja. To je posledica vsestranskosti in visokokakovostnega zvara, ki ima za posledico – ne samo kakovost zvara, temveč tudi njegov končni videz. Kot že veste, pri TIG varjenju običajno uporabljate nižji tok, s čimer zmanjšate vnos toplote v osnovno kovino.

Ker obstaja še možnost dodajanja polnilne kovine v varilni bazen, vse skupaj postane primerno za varjenje tankih materialov. Medtem ko se običajno doda polnilni material, se za avtomatizirano varjenje cevi pogosto uporablja tako imenovani avtogeni postopek varjenja, pri katerem ni dodanega polnila.

Preberite še: 8 nasvetov za načrtovanje in izvedbo projekta odsesovalne naprave

B. MIG/MAG varjenje nerjavečega jekla

Plinsko obločno varjenje (GMAW) ali varjenje s kovinskim inertnim plinom / kovinskim aktivnim plinom (MIG/MAG), ki je polavtomatski postopek, se lahko uporablja bodisi kot ročni ali kot avtomatiziran postopek. Na voljo so številni MIG varilni aparati, potrebujete pa tudi elektrode.

Pri tem postopku se tore uporabljata trdna žična elektroda in z argonom bogat zaščitni plin. Običajno v primerih visoke produktivnosti bodisi v načinu kratkega stika za prenos kovin za tanek material ali v načinu brizganja za debelejše nanose.

Pri pozicijskem varjenju viri energije, ki proizvajajo impulzni tok, nudijo izboljšano kakovost kovin zvara, zlasti pri pozicijskem varjenju. Za izboljšanje stabilnosti obloka so bile razvite mešanice plinov, ki so dodale kisik, helij in ogljikov dio

ksid k osnovnemu argonu.

C. Tlačno varjenje nerjavečega jekla

To je različica postopka MIG / MAG, kjer se lahko namesto trdne žice v isti varilni opremi uporabi cevasta žica, napolnjeno s fluksom (FCW) ali kovinskim prahom (MC). Dobavitelji ponujajo dve različici – eno za varjenje v vseh položajih in drugo za varjenje z višjim nanosom.

Ne samo, da dobite višje stopnje nanašanja, ampak tudi znatno zmanjšate čiščenje po varjenju. Poročilo HSE je ponovno izračunalo, da FCW predstavlja največ 5% celotnega varjenja iz nerjavečega jekla.

D. MMA varjenje nerjavečega jekla

Zlahka je mogoče uporabiti zaščiteno kovinsko obločno varjenje (SMAW) ali ročno obločno varjenje (MMA). Široka paleta elektrodnih prevlek dejansko nudi veliko prilagodljivost pri varjenju različnih vrst nerjavečega jekla v enako širokem obsegu uporabe. Če boste uporabljali MMA, morate biti previdni. Najpogosteje se uporabljajo elektrode, prevlečene s kislinskim rutilom, saj proizvajajo obliko razpršenega loka za prenos kovine, samoprepustno žlindro in estetsko prijeten profil zvara. Na splošno se uporabljajo v spodnjem položaju. Če iščete zvare višje kakovosti, potem preklopite na osnovne prevlečene elektrode, vendar imajo to pomanjkljivost, da imajo mikro vključke žlindre in pore plinov, odstranjevanje žlindre ni tako enostavno in varilni profili niso tako dobri.

Ali varjenje lahko poškoduje sijočo površino nerjavečega jekla?

Čeprav obstaja veliko literature o naknadni izdelavi in čiščenju nerjavečega jekla po varjenju, obstaja eno vprašanje, ki sproža vprašanja, in to je “toplotno niansiranje”. To je zgostitev naravnega oksidnega sloja na površini nerjavečega jekla in je posledica motenj svetlobe. Medtem ko se bo ta barva v določenem časovnem obdobju pomešala s preostankom nerjavečega jekla, je ključnega pomena, da se zobni grelni zob odstrani, da ne bo prizadeta celotna odpornost proti koroziji končnega izdelka. Kodeks prakse inšpektorata za pitno vodo (operativne smernice in kodeks ravnanja za izdelke iz nerjavečega jekla pri oskrbi s pitno vodo) dejansko navaja: varilne grelne zobnike globlje barve kot bledo rumene odstranimo z mehanskim nanosom, čemur sledi kislinsko luženje zvarnega spoja.

Kakšni so učinki različnih varilnih plinov pri MIG/MAG postopku?

Obstaja veliko napačnih predstav o vlogi zaščitnih plinov pri varjenju. Mnogi verjamejo, da je elektroda tista, ki nadzoruje končno kakovost zvara. To je sicer res, toda z izbiro pravega plina lahko dosežemo pomembne koristi.

Kot primer je postopek varjenja nerjavečega jekla MIG/MAG običajno izveden z argonom ali zmesjo na osnovi argona / helija. Ti plini vsebujejo majhne količine oksidacijskega plina, kot sta kisik ali ogljikov dioksid, da stabilizirajo lok. Vendar pa lahko uporaba preveč ogljikovega dioksida povzroči težave z zajemom ogljika. Zaščitni plin za splošno uporabo je mešanica argona z 2,5% ogljikovega dioksida, saj ponuja dober učinek vlaženja in daje gladek zvar z malo ali nič brizganja. Pri varjenju debelejših kosov nerjavečega jekla se uporablja 3-komponentna mešanica, ki vsebuje argon, helij in ogljikov dioksid. Rezultat je zvar z nizko površinsko oksidacijo, odlično odpornostjo proti koroziji, dobro fuzijo in nizko stopnjo ojačitve, skupaj z visokimi hitrostmi varjenja.

Nenazadnje, ker je varjenje nerjavečega jekla s pretočnim polnjenjem vse bolj priljubljeno, je glavni izbrani plin običajno ogljikov dioksid ali mešan plin, ki vsebuje do 20% ogljikovega dioksida. O pomenu čistega zraka v industriji, na povezavi.

VIR (1) The Fabricator

VIR (2) Westermans