Svařování korozivzdorné oceli 304 a 316: přídavný materiál, příkon tepla a pasivace

Výběr přídavného materiálu

Výchozí pravidlo je svařovat o jednu jakost výše:

• 304/304L se svařuje přídavným materiálem 308L.
• 316/316L se svařuje přídavným materiálem 316L, který obsahuje molybden potřebný k zachování odolnosti proti důlkové korozi.
• U různorodých spojů (304 s uhlíkovou ocelí) se používá přelehovaný přídavný materiál, jako je 309L.

Na písmenu "L" záleží: obsah uhlíku v přídavném materiálu se udržuje na hodnotě 0.03% nebo nižší, aby samotný návar odolával senzibilizaci. Pokud je základním materiálem běžná 304 nebo 316 (nikoli L), je použití přídavného materiálu jakosti L a řízení příkonu tepla hlavní ochranou svarového kovu.

Příkon tepla a senzibilizace

Zhruba mezi 450 °C a 850 °C se chrom spojuje s uhlíkem a vytváří karbidy na hranicích zrn — senzibilizace — což zanechává oblasti ochuzené o chrom, které přednostně korodují (rozpad svaru, útok typu knife-line). Praxe u korozivzdorných ocelí proto funguje opačně než u uhlíkové oceli:

• Příkon tepla udržujte nízký až střední (běžně v oblasti 0.5–1.5 kJ/mm, v závislosti na postupu).
• Omezte interpass teplotu, obvykle na přibližně 150 °C.
• Používejte podélné housenky (stringer) namísto širokého kývání a mezi jednotlivými housenkami nechte spoj vychladnout.

Austenitická korozivzdorná ocel také špatně vede teplo a roztahuje se zhruba o polovinu více než uhlíková ocel, takže řízení deformací (vyvážené sekvence, svařování zpětným krokem, odpovídající upnutí) je součástí postupu, nikoli dodatečnou úvahou.

Technické body

• Ochrana plynu: kořenová strana svarů trubek a plechů potřebuje inertní plyn pro ochranu kořene (proplachování argonem), dokud není kořen utěsněn několika milimetry kovu; oxidovaný, „pocukrovaný“ kořen má špatnou korozní odolnost a únavové vlastnosti.
• Čistota: vyhrazené kartáče a brusiva pouze pro korozivzdornou ocel; kontaminace železem ze sdílených nástrojů na uhlíkovou ocel se zanáší a rezaví. Před svařováním odmastěte.
• Nikdy nepoužívejte díl z korozivzdorné oceli jako pracovní stůl pro broušení uhlíkové oceli v blízkosti — kontaminace brusným prachem je častou příčinou záhadných rezavých skvrn.

Po svařování: čištění a pasivace

Svařování zanechává náběhové barvy tepla — oxidový film ochuzený o chrom, jehož slaměné až modré barvy signalizují sníženou korozní odolnost pod ním. Pro korozní provoz musí náběhová barva a ochuzená vrstva pryč:

1. Mechanické čištění (kartáčování korozivzdornou ocelí, jemná brusiva) pro lehké namáhání.
2. Moření pastou nebo lázní s kyselinou dusičnou/fluorvodíkovou pro úplnou obnovu povrchu.
3. Pasivace v kyselině dusičné nebo citronové (podle praxe ASTM A967) obnovuje film oxidu chromu na již čistém povrchu. Pasivace není čisticí prostředek — neodstraňuje silné náběhové barvy ani okuje.

Správně svařený, očištěný a pasivovaný spoj 316 by měl být z hlediska korozních vlastností nerozeznatelný od základního materiálu; vynechání kroků po svařování je obvyklým důvodem, proč tomu tak není.

Běžné vady a jejich příčiny

• Pórovitost: téměř vždy kontaminace — vlhkost, mastnota, barva nebo zinek na plochách spoje, nebo problém s ochranou plynu (ztráta pokrytí plynem, průvan). Korozivzdorná ocel vykazuje pórovitost z kontaminace dříve než uhlíková ocel, protože lázeň je méně shovívavá ke znečištěným povrchům.
• Pocukrovaný kořen: nedostatečné proplachování pro ochranu kořene; kořen oxiduje do drsného, zčernalého povrchu náchylného ke korozi, který nelze opravit zvenčí.
• Praskání: u samotné 304/316 vzácné (austenitická struktura s malým obsahem feritu v návaru odolává praskání při tuhnutí), ale skutečné riziko při použití nesprávného přídavného materiálu na různorodých spojích nebo při vniknutí uhlíkové kontaminace do lázně — další důvod pro vyhrazené nástroje a čistý drát.