Чому нержавіюча сталь не іржавіє?
У 1913 році англійський металург Гаррі Бреарлі, працюючи над проектом щодо поліпшення збройових стволів, випадково виявили, що додавання хрому в низкоуглеродистую сталь надає їй здатність опиратися кислотної корозії.
Все нержавіючі стали містять залізо в якості основного елемента і хром в кількості від 11% до 30%. Додавання не менше 12% хрому в сталь робить її корозійностійкої. Що міститься в стали хром при взаємодії з киснем з атмосфери утворює тонкий, невидимий шар оксиду хрому, званий оксидною плівкою. Розміри атомів хрому і їх оксидів схожі, тому вони примикають впритул один до одного на поверхні металу, утворюючи стабільний шар товщиною всього в декілька атомів.Якщо поверхня нержавіючої сталі порізати або подряпати оксидна плівка руйнується, створюються нові оксиди, що відновлюють поверхню і захищають її від окисної корозії. Залізо, з іншого боку, тому і іржавіє швидко, тому що атоми заліза набагато менше, ніж атоми їх оксидів, і оксиди утворюють пухкий, а не щільний шар.
Крім заліза, вуглецю і хрому, сучасні нержавіючі стали можуть також містити інші елементи, такі як нікель, ніобій, молібден, титан. Нікель, молібден, ніобій і хром підвищують корозійну стійкість і інші фізико-механічні властивості нержавіючої сталі. Додавання нікелю до складу зменшує теплопровідність і знижує електропровідність стали.
Типи нержавіючої сталі
Зварювання нержавіючої сталі
Нержавіюча сталь може зварюватись за допомогою різних методів дугового зварювання, таких як ручна дугова зварка MMA, аргонодуговая зварювання вольфрамовим електродом TIG і напівавтоматичного зварювання MIG / MAG.
Сварка нержавіючих сталей трохи складніший процес, ніж зварювання звичайної вуглецевої сталі. Фізичні властивості нержавіючої сталі відрізняються від звичайної сталі, що і робить процес зварювання більш важким і вимагає попереднього нагрівання.
Цими відмінностями є такі властивості нержавіючої сталі:
- - Низька температура плавлення
- - Низький коефіцієнт теплопровідності
- - Високий коефіцієнт теплового розширення
Ручна дугова зварка MMA нержавійки
Для ручного дугового зварювання нержавіючої сталі існує два основних типи електродів. Електроди першого типу, з основним покриттям, використовуються тільки на постійному струмі на зворотній полярності ( «+» на електроді). В якості основного покриття найбільш часто використовуються переважно карбонати кальцію і магнію.
Електроди другого типу - з рутиловим покриттям, в основному з двоокису титану, можуть бути використані при зварюванні на змінному струмі і постійному струмі зворотної полярності. Вони значно перевершують електроди з основним покриттям, завдяки стабільності горіння дуги і зменшеному розбризкування при зварюванні.
Обидва типи електродів добре використовуються в усіх просторових положеннях. Проте, електроди з рутиловим покриттям, як зауважують зварювальники, працюють краще в нижньому положенні. Покриті електроди для дугового зварювання повинні зберігатися при нормальній кімнатній температурі в сухому місці.
Аргонодуговая зварювання TIG нержавіючої сталі
Аргонодуговая зварювання TIG широко використовується для зварювання тонких листів з нержавіючої сталі. В якості захисного зварювального газу найбільш часто використовується 100% аргон. Для автоматичного зварювання іноді застосовують аргонно-гелієву суміш.
Аргонодуговая зварювання може бути без подачі присадного дроту (для зварювання тонкого металу), так і з подачею, вручну або автоматичною.
Напівавтоматичне зварювання MIG MAG
При напівавтоматичному зварюванні нержавійки використовуються кілька процесів, таких як зварювання короткої дугою, зварювання із струменевим перенесенням і імпульсна зварювання. Сварка короткою дугою застосовується при зварюванні тонкого металу, струменевий перенесення - для зварювання більш товстих виробів.
Перевагою імпульсного процесу зварювання є те, що він є найбільш керованим процесом. Метал зварювального дроту переходить в зварювальну ванну завдяки подається імпульсам. Кожен імпульс - одна зварювальний крапля. Завдяки цьому знижується середній струм горіння дуги, отже, і тепловкладення, що дуже важливо при зварюванні нержавіючої сталі. Зменшується зона термічного впливу. Детальніше про зварювальний напівавтомат для зварювання нержавіючої сталі можна подивитися тут.
Крім того, при імпульсної зварюванні практично відсутні зварювальні бризки, що значно економить зварювальні матеріали (зварювальний дріт для нержавійки - дорогий продукт) і збільшує продуктивність, скорочуючи час на зачистку зварювального шва.