Spawanie stali nierdzewnej
Główna właściwość nierdzewki polega na tym, że wada nie jest na niej widoczna od razu. Spoina wychodzi równa i błyszcząca, a po miesiącu wzdłuż niej pojawia się rdzawy pas. Przyczyna prawie zawsze jest jedna — przegrzanie.
Energia liniowa rozstrzyga o wszystkim
Stal nierdzewna gorzej przewodzi ciepło niż węglowa i mocniej się rozszerza. Wynikają z tego trzy praktyczne zasady:
- Prąd o 10–20 % niższy niż przy stali czarnej tej samej grubości.
- Krótkie odcinki na przemian zamiast długiej spoiny ciągłej: inaczej element się skręci.
- Temperatura międzyściegowa nie wyższa niż 150 °C. Poczekać na wystygnięcie jest taniej niż potem trawić i przespawywać.
Rzeczywistą energię liniową policzysz w kalkulatorze energii liniowej — dla nierdzewki austenitycznej instrukcja technologiczna zwykle ogranicza ją od góry.
Przy przetrzymaniu w zakresie 450–850 °C węgiel wiąże chrom w węgliki na granicach ziaren. Tam, gdzie chrom przeszedł w węgliki, warstwa ochronna się nie tworzy — i wąski pas wzdłuż spoiny zaczyna rdzewieć, choć materiał rodzimy jest cały. To korozja międzykrystaliczna, a walczy się z nią nie powłoką, lecz szybkością przejścia przez groźny zakres i wyborem stali o niskiej zawartości węgla.
Gaz i osłona grani
| Proces | Mieszanka | Oznaczenie | Przepływ |
|---|---|---|---|
| TIG (141) | Ar 100 % albo Ar + 2 % H₂ | I1 / R1 | 6–12 l/min |
| MIG/MAG (135) | Ar + 2 % CO₂ albo Ar + 2 % O₂ | M12 / M13 | 12–15 l/min |
| Formowanie grani | Ar 100 % | I1 | do wyparcia powietrza |
Dodatek aktywny trzyma się na poziomie dwóch procent nie z oszczędności: węgiel z CO₂ przechodzi do spoiny i działa przeciw odporności korozyjnej. Czysty CO₂ na nierdzewce nie jest stosowany w ogóle. Mieszankę pod grubość dobierze kalkulator gazu osłonowego.
Grań osłania się osobno. Bez formowania utlenia się i pokrywa luźną ciemną warstwą, która rdzewieje pierwsza — na rurociągach i urządzeniach spożywczych jest to niedopuszczalne.
Spoiwo
- 308L — do stali typu 304 / 1.4301.
- 316L — do stali typu 316 / 1.4401 z molibdenem.
- 309L — do złącza nierdzewki ze stalą czarną, zob. stale różnoimienne.
- 347 albo 321 — gdy materiał rodzimy jest stabilizowany tytanem lub niobem.
Litera L w oznaczeniu spoiwa znaczy to samo, co w gatunku stali: niski węgiel. Do konstrukcji spawanych bierze się właśnie ją.
Czystość i narzędzia
Nierdzewka nie znosi żelaza. Szczotka, którą czyszczono stal czarną, zostawia cząstki, a te rdzewieją wprost na powierzchni, sprawiając wrażenie, że przerdzewiał sam materiał. Dlatego pod nierdzewkę trzyma się osobne szczotki z drutu nierdzewnego, osobne tarcze i w miarę możliwości osobne stanowisko.
Nalot barwny po spawaniu to warstwa tlenków. Odcień słomkowy jest do przyjęcia, niebieski i fioletowy oznaczają przegrzanie. Na urządzeniach pracujących z produktem albo w środowisku agresywnym strefę utlenioną usuwa się pastą trawiącą i pasywuje.
Częste pytania
Dlaczego nierdzewka rdzewieje przy spoinie?
To korozja międzykrystaliczna. Przy przetrzymaniu w zakresie około 450–850 °C węgiel wiąże chrom w węgliki na granicach ziaren i w tych miejscach chromu nie starcza na warstwę ochronną. Materiał pozostaje nierdzewny, ale wąski pas wzdłuż spoiny już nie. Leczy się to nie farbą, tylko energią liniową: im szybciej strefa przechodzi ten zakres, tym mniej węglików.
Czym 304L różni się od 304 przy spawaniu?
Litera L oznacza niski węgiel — do 0,03 %. Nie ma prawie czego wiązać w węgliki, więc skłonność do korozji międzykrystalicznej jest znacznie mniejsza. Do konstrukcji spawanych bierze się właśnie gatunki L albo stabilizowane tytanem (321), i to wychodzi taniej niż walka ze skutkami.
Czy formowanie grani argonem jest konieczne?
Do spoin odpowiedzialnych i do wszystkiego, co pracuje w środowisku agresywnym albo styka się z produktem — tak. Bez osłony grań się utlenia i pokrywa luźną ciemną warstwą, która rdzewieje pierwsza. Przy konstrukcji nieodpowiedzialnej można się bez tego obejść, ale wtedy grań czyści się mechanicznie.
Dlaczego spoina wychodzi żółtawa albo niebieska?
Nalot barwny to warstwa tlenków, a jej kolor pokazuje temperaturę. Słomkowy i złocisty są jeszcze do przyjęcia, niebieski i fioletowy oznaczają przegrzanie i naruszenie warstwy ochronnej. Na urządzeniach spożywczych i chemicznych takie kolory usuwa się trawieniem albo pastą, nie zostawia się ich.
Aktualizacja: