Ponieważ stal nierdzewna jest specyficznym rodzajem metalu, który znacznie różni się pod względem składu od stali tradycyjnej, wymaga także specyficznej metody spawania. Stal nierdzewna została opracowana przez angielskiego metalurga w 1913 roku.
Skład stali nierdzewnej
Skład stali nierdzewnej jest tym, co definiuje ten materiał i nadaje mu jego cechy, za które jest tak ceniony. Podstawą każdego z jej gatunków jest żelazo oraz chrom w ilościach od 11% do 30%. Jeśli stal nierdzewna zawiera od 12% chromu nabiera wtedy odporności na korozję. Przy kontakcie z tlenem zawartym w atmosferze tworzy on cienką, niewidzialną warstwę tlenku chromu. Wielkość atomów tlenu i chromu jest podobna przez co przylegają one ściśle do siebie tworząc warstwę na powierzchni metalu o grubości zaledwie kilku atomów.
Jeśli powierzchnia stali nierdzewnej zostanie pocięta lub zadrapana, warstwa tlenku chromu zostaje naruszona i na jej miejsce momentalnie tworzą się nowe atomy, które pokrywają powierzchnię metalu. Oprócz żelaza i chromu współczesna stal nierdzewna może zawierać w swoim składzie inne pierwiastki takie, jak nikiel, niob, molibden, tytan. Pierwiastki te podnoszą odporność na korozję całego stopu oraz inne jego fizyko-mechaniczne charakterystyki. Sam nikiel zwiększa przewodnictwo cieplne oraz zmniejsza przewodnictwo elektryczne stali nierdzewnej.
Spawanie stali nierdzewnej
Spawanie stali nierdzewnej może odbywać się na różne sposoby. Najpopularniejsze metody to spawanie MMA i spawanie argonowe TIG przy pomocy elektrody wolframowej. Sam proces spawania jest bardziej skomplikowany, niż w przypadku zwykłej stali. Pod względem właściwości fizycznych stal nierdzewna różni się od stali zwyczajnej, co czyni ten proces bardziej skomplikowanym ponieważ wymaga on wstępnego rozgrzania.
Różnice te polegają na:
- niska temperatura topnienia
- stosunkowo niskie przewodnictwo cieplne
- wysoki stopień rozszerzenia pod wpływem temperatury
Stal zawierająca poniżej 0,20% węgla nie wymaga wstępnego nagrzewania. Przy spawaniu stali nierdzewnej, która zawiera ponad 0,20% węgla może być konieczne podgrzanie. Wyroby ze stali o grubości powyżej 30 milimetrów wymagają również podgrzania. Zwykle wystarczy osiągnąć temperaturę 150 stopni Celsjusza.
Spawanie półautomatyczne
Spawanie półautomatyczne metodami MIG i MAG jest szeroko rozpowszechnione w spawaniu grubych materiałów ponieważ umożliwiają one bardzo szybkie ich spawanie. W charakterze gazu ochronnego stosuje się mieszankę argonu dwutlenku węgla w stosunku 98%Ar do 2% Co2. Zamiast dwutlenku węgla można zastosować tlen.
Przy spawaniu półautomatycznym stali nierdzewnej stosuje się kilka technik, takich jak spawanie krótkim promieniem, spawanie impulsywne. Ta pierwsza metoda stosuje się do spawania cienkiego metalu.
Główną zaletą spawania impulsywnego jest fakt, że jest on najbardziej kontrolowany spośród wszystkich rodzajów. Metal jest spawany poprzez podawanie dostarczanie impulsów. Dzięki temu znacząco spada napięcie prądu spawalniczego, w efekcie i wydatki cieplne na cały proces, co jest bardzo ważne w przypadku stali nierdzewnej. Zmniejsza się strefa wpływów termicznych.
Powyższe metody przy uwzględnieniu cech, które wyróżniają stal nierdzewną na tle innych rodzajów tego metalu obrazują jego specyfikę. W związku z czym sam proces spawania także musi być odpowiednio dostosowany do fizycznych i chemicznych właściwości stali nierdzewnej.