Spawanie stali różnoimiennych
Złącze nierdzewki ze stalą czarną spotyka się nieustannie: króciec do korpusu, wspornik do rury, przejście w rurociągu. Błąd w spoiwie daje pęknięcie nie od razu, tylko pod obciążeniem albo po pierwszym nagrzaniu.
Co dzieje się w spoinie
Przy spawaniu nierdzewki austenitycznej ze stalą węglową metal spoiny jest mieszaniną obu. Jeśli stopowania nie starcza, część spoiny po ostygnięciu przechodzi w martenzyt — strukturę twardą i kruchą. To właśnie tą wąską strefą wzdłuż linii wtopienia biegnie pęknięcie.
Rozwiązanie: wziąć spoiwo z zapasem chromu i niklu, żeby nawet po rozcieńczeniu materiałem rodzimym spoina pozostała austenityczna.
To główna reguła praktyczna tego działu. Zwykłe 308L jest przewidziane do spawania nierdzewki z nierdzewką; na styku ze stalą czarną jego stopowania nie starcza i spoina przechodzi w martenzyt. 309L zawiera więcej chromu i niklu właśnie po to, żeby był zapas na rozcieńczenie.
Dobór spoiwa
| Złącze | Spoiwo | Uwaga |
|---|---|---|
| 304 / 316 + stal węglowa | 309L | Podstawowy wariant roboczy |
| 304 / 316 + niskostopowa | 309L albo 309MoL | Mo, jeśli występuje po którejś stronie |
| Nierdzewka + żeliwo | niklowe (Ni, NiFe) | Działa jak przy żeliwie |
| Różne austenityczne | pod stronę bardziej stopową | 316L do styku 304 i 316 |
Zasada ogólna: spoiwo dobiera się pod stronę bardziej stopową, z zapasem. Pomyłka w drugą stronę — wzięcie materiału pod stal prostszą — nie jest wybaczana.
Parametry
- Mniej rozcieńczenia. Im mniej materiału rodzimego trafi do spoiny, tym pewniej zachowa się struktura austenityczna. Stąd umiarkowany prąd i minimalne wtopienie po stronie węglowej.
- Łuk bliżej strony nierdzewnej przy spoinie pachwinowej: wtedy mniej topi się stal czarna.
- Energia liniowa ograniczona tak samo jak przy zwykłej nierdzewce: policz ją w kalkulatorze energii liniowej.
- Podgrzewanie wyznacza się po stronie węglowej: policz jej równoważnik węgla.
Co uwzględnić na przyszłość
Nierdzewka austenityczna ma współczynnik rozszerzalności cieplnej około półtora raza większy niż stal węglowa. Złącze pracujące przy zmiennej temperaturze gromadzi naprężenia na granicy — dlatego przy cyklicznym nagrzewaniu takich styków się unika albo wstawia element przejściowy.
I osobno: strona nierdzewna pozostaje nierdzewna, a węglowa nie. Spoina broni się sama, ale stal czarna obok niej rdzewieje normalnie i powłokę trzeba dla niej przewidzieć od razu.
Częste pytania
Czy można wziąć 308L zamiast 309L?
Nie. 308L jest przewidziane do spawania nierdzewki z nierdzewką. Na styku ze stalą czarną metal spoiny rozcieńcza się stroną węglową, stopowania nie starcza i powstaje warstwa martenzytu. Pęknięcie na niej pojawia się nie od razu, tylko pod obciążeniem albo po nagrzaniu.
Jak spawać nierdzewkę z żeliwem?
Elektrodami niklowymi, jak żeliwo: dają spoinę plastyczną i znoszą obie strony. Spoiwo austenityczne na żeliwie działa gorzej, bo węgiel z żeliwa je kruszy.
Czy styk 304 i 316 to też spawanie różnoimienne?
Formalnie tak, ale problem jest zupełnie inny: obie stale są austenityczne, martenzyt nie grozi. Bierze się spoiwo pod stronę bardziej stopową, czyli 316L, i spawa jak zwykłą nierdzewkę.
Aktualizacja: