SUS316 Параметри процесу зварювання TIG з нержавіючої сталі

1. Характеристика матеріалів з нержавіючої сталі SUS316

SUS316 - аустенітна нержавіюча сталь у японському промисловому стандарті (JIS), що відповідає китайському класу 0 CR17NI12MO2 (Новий національний стандарт 0 6CR17NI12MO2) та американський стандарт ASTM 316. Його основні компоненти сплаву: c менше або дорівнюють 0,08%, Cr 16-18%, ni 10-14%, mo 2-3%, з такими характеристиками:

Відмінна корозійна резистентність: оскільки він містить елементи Мо, корозійна стійкість до хлоридних іонів (таких як морська вода, сольовий розчин), сірчана кислота, фосфорна кислота та інші середовища краще, ніж 304 нержавіючої сталі, і вона широко використовується в хімічній промисловості, морській інженерії, їжі та медичному обладнанні.

Хороша висока температура: його можна використовувати протягом тривалого часу в діапазоні температури -196 градус ~ 800 градусів і має відмінну високу міцність та опір окислення.

Продуктивність обробки: хороша пластичність та легке зварювання, але слід звернути увагу на вплив зварювання теплового введення на міжгранулярну корозію та термічне розтріскування.

 

2. Аналіз SUS316 Зватійність з нержавіючої сталі

Основні проблеми з зварюванням
Міжгранулярна корозія: тепловий цикл зварювання призводить до осадження карбідів CR23C6 на кордоні зерна, що робить зернове кордону CR-бідним і легко провалитись у корозійному середовищі. Вміст вуглецю в зварному швах та зона, що постраждалі від тепла (HAZ) потрібно контролювати (рекомендується використовувати дріт з вуглецевим зварюванням ультра-низький, такий як ER316L, C менше або дорівнює 0. 03%).
Гарячі тріщини: аустенітна нержавіюча сталь має великий лінійний коефіцієнт розширення та високе напруження зварювання. Якщо домішки, такі як S і P, відокремлюються у зварні, легко утворити низькорозмірну евтектику, що призводить до кристалізації тріщин. Необхідно вибрати матеріал наповнювача, що містить відповідні елементи, такі як MO та CR, щоб зменшити вміст домішок.
Пористість: Розплавлений басейн має довгий час рідини. Якщо захисний газ нечистий або нафта та волога на поверхні заготовки не очищаються, пори водню легко утворюватися.
Окислення спини: Коли задня частина зварювання не є ефективно захищеною, оксидна плівка (наприклад, CR2O3) легко утворюється при високій температурі, що впливає на корозійну стійкість та механічні властивості.
Підготовка перед зварюванням
Обробка заготовки: Видаліть масло, іржу, вологу та оксид на поверхні батьківського матеріалу. Можна використовувати механічне шліфування (спеціальне шліфувальне колесо для нержавіючої сталі) або очищення ацетону. Уникайте використання інструментів з вуглецевої сталі для запобігання забрудненню іонів заліза.
Groove design: Select the groove form (such as I-shaped, V-shaped, U-shaped) according to the plate thickness to ensure penetration and reduce the amount of filler metal. Usually, thin plates (≤3mm) do not need to be grooved, and medium and thick plates (>3 мм) мають V-подібні або U-подібні канавки з кутом 60 градусів ~ 70 градусів.

 

3. Поширені методи зварювання та параметри процесу

Загальні методи зварювання з нержавіючої сталі SUS316 включають зварювання TIG (зварювання інертної газової дуги з вольфрамовим газом), зварювання MIG (зварювання металевої інертної газової дуги) та зварювання металевої дуги (SMAW). Серед них зварювання TIG є першим вибором для високоякісного зварювання завдяки його стабільній дузі, керованому введенні тепла та красивої форми.

 

Параметри процесу зварювання TIG (приклад зварного шва))

Категорія параметрів	Тонка тарілка (1–3 мм)	Тарілка середньої товщиною (3–6 мм)	Thick Plate (>6 мм)	Пояснення
Струм зварювання (a)	80–150 (DCEN)	150–250	250–350 (мультипасове зварювання)	Надмірний струм викликає грубість зерна та високий тепловий вхід; Недостатня струм призводить до відсутності синтезу. Відрегулюйте зі швидкістю зварювання.
Швидкість зварювання (см\/хв)	15–30	10–20	8–15	Надмірна швидкість викликає пористість та відсутність злиття; Повільна швидкість збільшує введення тепла, посилюючи міжгранулярний ризик корозії.
Діаметр електрода вольфраму (мм)	2.0–2.4	2.4–3.2	3.2–4.0	Діаметр електрода повинен відповідати струму, щоб запобігти спаленню електрода або нестабільності дуги.
Захисний газ	Чистий аргон (AR, більше або дорівнює 99,99%)	Чистий аргон або ar +2% - 5% o₂	Чистий аргон (обов'язковий для захисту від спини)	Передній потік газу: 8–15 л\/хв; Потік газового газу: 5–10 л\/хв. Забезпечте повний захист для обох поверхонь зварних приміщень.
Наповнювач	ER316L (φ1,6–2,4мм)	ER316L (φ2,4–3,2мм)	ER316L (φ3,2мм)	Композиція наповнення повинна відповідати основному металу. Ультра-низький вуглецевий провід (C менше або дорівнює 0. 03%) запобігає міжгранулярній корозії; Вміст МО трохи вище основного металу.
Температура інтерпасу (ступінь)	Менше або дорівнює 100	Менше або дорівнює 150	Менше або дорівнює 150	Контроль температури інтерпасу в багатошаровому зварюванні, щоб уникнути локалізованого перегріву.