電気機器、照明、照明

DIYステンレス鋼溶接

1913年にイギ​​リスの冶金学者ハリーブレアリーは、銃身を改善するプロジェクトに取り組んでいるときに、低炭素鋼にクロムを添加すると酸腐食に耐える能力があることを偶然発見しました。鋼に少なくとも12%のクロムを添加すると、耐食性とステンレス鋼になり、クロム含有量が最大17%増加すると、過酷な環境に耐性があります。.

コンテンツ:

ステンレス鋼の特性

分類によると、ステンレス鋼は通常、耐食性のある高合金鋼として分類されます。鋼に含まれるクロムは、酸素と相互作用すると、酸化膜と呼ばれる酸化クロムの目に見えない薄い層を形成します。.

クロム原子とその酸化物は同じような寸法を持っているので、それらは金属表面上で互いに密接に隣接しており、わずか数原子の厚さの安定した層を形成します。ステンレス鋼の表面を傷つけたり切断したりすると、酸化膜が劣化します。ただし、これに伴い、新しい酸化物が生成され、表面が復元され、酸化腐食から保護されます。.

ステンレス鋼は、その強度と耐食性により、産業や日常生活で活躍しています。ステンレス製の製品は、すべてのアパートのキッチンから巨大な化学工場まで、いたるところにあります。.

現代のステンレス鋼を溶接するための機器を使用すると、高強度ステンレス鋼、階段の手すり、ステンレス鋼パイプ、シート、ネット、ストリップ、コーナー、さまざまな目的のステンレスタンク、ステンレスハンガーなどのさまざまな構造などの複雑な製品を作成できます.

ステンレス鋼は、ガラスやいくつかの合成材料とともに、食品の加工や輸送、手術器具の製造、さまざまな金属構造物の製造に欠かせない材料です。これは、高い衛生的、毒物学的、美的要件によるものです。.

食品業界の衛生は最も重要です。常に食品と接触しているそのような機器からの重金属のすすぎ性に関連する特定の要件があります。食品業界で使用されるステンレス鋼のグレードは、AISI304および316です。.

ステンレス鋼の組成

ステンレス鋼の組成では、主な合金元素は12〜20%の含有量のクロムです。クロム含有量が17%を超える場合、そのような合金は攻撃的で酸化性の環境で耐食性があります。.

ステンレス鋼の組成には、特定の物理的および機械的役割を果たし、ステンレス鋼の防食特性を高める要素もあります。ニッケル、モリブデン、ニオブ、チタン、マンガンです。ニオブ、モリブデン、クロムは耐食性を高め、ニッケルは鋼の熱伝導率と電気伝導率を低下させます。.

ステンレス鋼の化学組成は、クロム、クロムニッケル、クロムマンガンニッケルです。クロムステンレス鋼は、油圧プレス用のバルブ、クラッキングユニット用の継手、タービンブレード、切削工具、ばね、その他の家庭用品の製造用の構造材料としての用途があります。.

クロムニッケルステンレス鋼は、さまざまな産業で使用されています。これらの特性は、オーステナイト系ステンレス鋼で注目されています。ステンレス鋼の表面は独自の構造により高品質であると考えられており、食品業界で使用するために追加の処理を必要としません。.

クロムニッケルオーステナイト系ステンレス鋼は磁化することができないため、他の合金と簡単に区別でき、業界でも同様の特性を使用できます。鋼12X18H10Tは特に際立っており、溶接構造、家電製品、建築、さまざまな目的の建物の建設に使用されます。.

ステンレス鋼の品種

ステンレス鋼には、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系の3つの主要なタイプがあります。これらのタイプは、ステンレス鋼の微細構造と主な結晶相によって決まります。.

オーステナイト鋼は主相としてオーステナイトを持っています。これらの合金にはニッケルとクロムが含まれており、窒素とマンガンが含まれていることもあります。最もよく知られているオーステナイト系ステンレス鋼は304で、T304と呼ばれることもあり、18〜20%のクロムと8〜10%のニッケルが含まれています。この元素含有量により、ステンレス鋼は非磁性になり、高い腐食特性、延性、強度が得られるため、さまざまな産業分野であらゆる場所で使用されています。.

フェライト鋼は主相としてフェライトを持っています。これらの鋼にはクロムと鉄が含まれています。このようなステンレス鋼の主な種類は、17%のクロムを含む430鋼です。フェライト鋼はオーステナイト鋼よりも延性が低くなります。鋼は熱処理によって硬化せず、一般的に過酷な環境で使用されます.

マルテンサイト鋼は、1890年にドイツの顕微鏡学者アドルフマルテンスによって最初に観察された特徴的な微細構造を持っています。マルテンサイト系ステンレス鋼は低炭素鋼で、その主な種類は410鋼で、12%のクロムと約0.12%の炭素が含まれています。マルテンサイトは鋼に高い硬度を与えることができますが、同時にその剛性を低下させ、脆くします。したがって、このタイプの鋼は、切削工具や刃物の製造など、やや攻撃的な環境で使用されます。.

オーステナイト系ステンレス鋼の種類

最も人気のあるオーステナイト系鋼の種類は、化学組成を示す追加の番号で示されます。

  • A1ステンレス鋼は、一般的に可動および機械的アセンブリで使用されます。このような鋼は硫黄含有量が高いため、他のタイプのステンレス鋼よりも耐食性が低くなります。.
  • A2ステンレス鋼は、最も一般的な非毒性、非磁性、非硬化、耐食性の鋼であり、溶接が容易で、その後もろくなりません。 A2は加工後は磁性を帯びています。 A2ステンレス鋼の留め具および製品は、塩水やプールなど、塩素を含む酸や環境での使用には適していません。 A2は摂氏マイナス200度までの温度に適しています.
  • A3鋼はA2ステンレス鋼と同様の特性を持ち、さらにチタン、タンタル、ニオブで安定化されています。これにより、高温での耐食性が向上します。.
  • A4ステンレス鋼はA2ステンレス鋼に似ていますが、2〜3%のモリブデンを含んでいます。これにより、酸や腐食に耐える能力が大幅に向上します。 A4リギングとファスナーは造船で使用されます。 A4ステンレス鋼はマイナス60度までの温度に適しています.
  • A5ステンレス鋼はA4鋼と同様の特性を持ち、タンタル、ニオブ、チタンでさらに安定化されていますが、高温に対する耐性を高めるために異なる合金添加剤が使用されています.

ステンレス鋼の溶接性

自分の手でステンレス鋼の溶接を開始する前に、その機能をよく理解しておくことをお勧めします。ステンレス鋼の溶接はかなり難しい作業であり、多くのパラメータに依存します。それらの中で最も重要なのは溶接性です-溶接継手を形成する金属の能力であり、その継ぎ目材料は母材と同様または近い機械的特性を持っています。.

ステンレス鋼の溶接性は、ステンレス鋼が持つ多くの特性に影響されます。

  • 線膨張指数の値が高く、これにより鋳造収縮が大きくなるため、鋳造収縮が大きいと、溶接中および溶接後の金属変形が大きくなります。厚みのある溶接部の間に十分な隙間がないと、大きな亀裂が発生する可能性があります。.
  • 低炭素鋼と比較して1.5〜2倍低い熱伝導率は、熱の集中を引き起こし、溶接ゾーンへの金属の浸透を促進する可能性があります。ステンレス鋼を溶接する場合、このため、通常の鋼の電流と比較して、電流の15〜20%の力を減らす必要があります。.
  • 高い電気抵抗は、高合金鋼電極の非常に強い加熱を引き起こします。悪影響を減らすために、電極は350ミリメートル以下の長さのクロムニッケルロッドで作られています。.
  • ステンレス鋼の重要な特性は、間違った熱レジームを使用したり、ステンレス鋼溶接機を不適切に使用したりすると、高クロム鋼がそれ自体の防食特性を失う傾向があることです。この現象は粒界腐食と呼ばれます。その性質は、摂氏500度を超える温度では、クロムと鉄の炭化物が粒子の端に形成され、その後、腐食割れと腐食自体の中心になるという事実にあります。このような現象は、耐食性の損失を減らすために、例えば、水をまき散らすまで、任意の技術によって溶接スポットを急速に冷却することによって、さまざまな方法で戦われます。.

ステンレス鋼の溶接の特徴

ステンレス鋼を溶接するときは、炭素鋼の特性との物理的特性の違いを考慮することをお勧めします。たとえば、与えられた電気抵抗が約6倍大きく、融点が100度低く、熱伝導率が炭素鋼の3分の1に達することを考慮する価値があります。長さが最大50%長い熱膨張.

家庭でのステンレス鋼の溶接は、さまざまな方法で行われます。材料の厚さが1.5ミリメートルを超える場合は、通常、不活性雰囲気でのタングステン電極を使用したステンレス鋼の手動アーク溶接が使用されます。パイプや薄いシートの溶接には、不活性ガス中の消耗電極によるアーク溶接が使用されます。.

パルス不活性ガス消耗アーク溶接は、0.8ミリメートルの厚さのシートを対象としています。厚さ0.8〜3.0ミリメートルのシートには、不活性雰囲気での消耗電極を使用した短いアークでの溶接、および不活性ガスでの消耗電極を使用したジェットメタルトランスファーによる溶接が規定されています-厚さが3.0ミリメートルを超えるシートの場合.

ステンレス鋼のプラズマ溶接は、さまざまな厚さに使用でき、今日広く使用されています。サブマージアークステンレス鋼溶接は、厚さが10ミリメートルを超える材料用に設計されています。ただし、最も一般的な方法は、コーティングされた電極を使用したステンレス鋼の溶接、アルゴン中のタングステン電極、およびステンレス線を使用した半自動アルゴン溶接の技術です。.

ステンレス部品のエッジの準備は、1つの注意点を除いて、低炭素鋼からの製品の準備と実質的に違いはありません-継ぎ目の自由な収縮を確実にするために、溶接継手にギャップがなければなりません.

スチールブラシで溶接する前にエッジ表面を洗浄し、溶剤(たとえば、航空ガソリンやアセトンでグリースを除去する)でリンスするのが通例です。これにより、継ぎ目に細孔が現れ、アークの安定性が低下します。.

コーティングされた電極を備えたステンレス鋼の手動溶接

コーティングされた電極でステンレス鋼を溶接すると、問題なく許容できる溶接品質を提供できます。したがって、溶接継手に特別な要件がない場合は、ステンレス鋼を溶接する別の方法を探す理由はありません。.

ステンレス鋼の手動アーク溶接用の被覆アーク溶接には、特殊組成OZL-8、NIAT-1、TsL-11の電極が含まれます。溶接継手の主な動作特性(高い機械的特性、優れた耐食性、耐熱性)を提供する電極を選択することをお勧めします.

逆極性の直流で溶接するのが通例です。継ぎ目の浸透を少なくするように努めるステンレス鋼の溶接技術では、熱エネルギーを最小限に抑えながら、直径の小さい電極を使用します。ステンレス鋼を溶接する場合、アンペア数は通常の鋼よりも約15〜20%少なくする必要があります.

電極の熱伝導率が低く、電気抵抗が高いために大電流を使用すると、コーティングが過熱し、個々の部品が脱落する可能性があります。このため、溶接電極は従来の鋼電極に比べて溶融速度が速い。ステンレス鋼を初めて溶接し始めるとき、あなたはこれの準備ができている必要があります.

接合部の腐食特性を維持するために、銅スペーサーを使用するか、空気を吹き付けることによって、接合部の加速冷却を確保する必要があります。鋼がオーステナイト系クロムニッケル鋼に分類される場合、冷却に水を使用できます.

アルゴンタングステン電極溶接

この方法によるステンレス鋼の溶接は、溶接する金属が非常に薄い場合や、溶接継手に高品質の要件が課せられる場合に使用されます。圧力下で液体または気体を移動するために使用されるステンレスパイプは、不活性雰囲気でタングステン電極と最もよく溶接されます.

溶接は、直接極性の直流または交流を使用して、アルゴン雰囲気中で実行されます。親金属よりも合金化レベルの高い線材をフィラー線材として使用することが望ましい。それらは振動運動なしで電極で作業を行います、さもなければ溶接ゾーンの保護が破られる可能性があり、それは継ぎ目の金属の酸化を引き起こし、ステンレス鋼の溶接のコストを増加させます.

継ぎ目の裏側はアルゴンを吹き付けることによって空気から保護されていますが、ステンレス鋼はチタンほど裏側を保護するために重要ではありません。タングステンが溶接プールに入るのを防ぎます。したがって、非接触アーク点火を使用するか、グラファイトまたはカーボンプレートでアーク点火を実行して、それを母材に転写することをお勧めします。.

手順の終了後、タングステン電極の消費量を減らすために、シールドガスをすぐにオフにしないでください。これは、特定の時間(10〜15秒)後に実行する必要があります。これは、加熱された電極の激しい酸化を排除し、その耐用年数を延ばすのに役立ちます。.

ステンレス鋼を処理する機械的方法

ステンレス鋼の処理を目的とした、ステンレス鋼の溶接に関するビデオで見た、特殊な研削ベルトとホイール、ステンレス鋼のブラシ、ステンレス鋼のビーズなどの作業用アクセサリのみを使用できることを忘れないでください。.

酸洗いは、溶接シームをさらに処理するための最も効果的な手法であると考えられています。正しくエッチングすれば、低クロム領域と有害な酸化物層を取り除くことができます。エッチングは、条件に応じて、酸に浸す、ペーストコーティングまたはトップコーティングによって実行されます.

エッチングでは、混酸が最もよく使用されます。硝酸とフッ化水素酸の比率は、8〜20%の硝酸と0.5〜5%のフッ化水素酸で、残りの成分は水として機能します。人々はこの目的のために濃いお茶の注入を使用します。.

ステンレスオーステナイト系圧延製品の酸洗い時間は、酸濃度、温度、圧延製品、およびスケールの厚さによって異なります。耐酸性鋼はステンレス鋼よりも長い処理時間を必要とすることを忘れないでください。酸洗い後の研磨または研削により、溶接シームの粗さをメインシートの粗さに調整すると、構造の耐食性がさらに向上します。.

溶接後の欠陥防止

ステンレス鋼のプロセスにはいくつかの特徴があります。その結果、ステンレス鋼の溶接の特性を考慮しないと、溶接シームにいくつかの欠陥や望ましくない影響が発生します。たとえば、手順後の一定時間後、いわゆる「ナイフ」腐食が溶接シームの領域に形成される可能性があります。.

高温にさらされた結果、溶接部のオーステナイト構造が原因で発生するホットクラックが発生します。継ぎ目の脆弱性の理由は、高温への長時間の曝露と汚名にあります.

ホットクラックの発生を防ぐために、強力な溶接を形成できるフィラー材料を使用するのが一般的です。フェライト含有量は少なくとも2%です。これらの目的のために、短いアーク長でアーク溶接を実行することもお勧めします。クレーターは母材に持ち出さないでください.

自動溶接は減速して行うのが通例です。アプローチを少なくするのが最善です。速度の向上と短いアークの使用により、溶接変形のリスクとステンレス鋼の溶接コストが大幅に削減されます。最高速度でのステンレス鋼溶接の耐食性に有利に影響します.

したがって、ステンレス鋼はさまざまな種類とさまざまな組成のものです。金属中のクロムの存在は、ステンレス鋼がさまざまな産業で評価される主な特性を決定します。最終結果に応じて、それを溶接する多くの方法があります。それらの1つは間違いなくあなたに合うでしょう。!