Sudarea oțelului inoxidabil 304 și 316: material de adaos, energie liniară și pasivare

Alegerea materialului de adaos

Regula implicită este sudarea cu o marcă superioară:

• 304/304L se sudează cu material de adaos 308L.
• 316/316L se sudează cu material de adaos 316L, care conține molibdenul necesar pentru păstrarea rezistenței la coroziune prin puncte.
• Îmbinările disimilare (304 cu oțel carbon) utilizează un material de adaos supraaliat, cum ar fi 309L.

Litera "L" contează: carbonul din materialul de adaos este menținut la cel mult 0.03% pentru ca metalul depus însuși să reziste la sensibilizare. Atunci când un material de bază este 304 sau 316 simplu (nu L), utilizarea materialului de adaos de marcă L și controlul energiei liniare reprezintă principala apărare pentru metalul sudat.

Energia liniară și sensibilizarea

Între aproximativ 450 °C și 850 °C, cromul se combină cu carbonul și formează carburi la limitele de grăunte — sensibilizarea — lăsând zone sărăcite în crom care se corodează preferențial (degradarea sudurii, atacul în lamă de cuțit). Prin urmare, practica pentru oțelurile inoxidabile funcționează invers față de oțelul carbon:

• Mențineți energia liniară mică până la moderată (de obicei în regiunea 0.5–1.5 kJ/mm, în funcție de procedeu).
• Limitați temperatura între treceri, de obicei la aproximativ 150 °C.
• Utilizați cordoane înguste, nu oscilații largi, și lăsați îmbinarea să se răcească între treceri.

Oțelul inoxidabil austenitic conduce, de asemenea, slab căldura și se dilată cu aproximativ jumătate mai mult decât oțelul carbon, astfel încât controlul deformării (succesiuni echilibrate, sudare cu pași înapoi, fixare adecvată) face parte din procedură, nu este o idee ulterioară.

Aspecte de tehnică

• Protecție: partea rădăcinii la sudurile de țevi și table necesită un gaz inert de protecție la rădăcină (purjare cu argon) până când rădăcina este etanșată de câțiva milimetri de metal; o rădăcină oxidată, cu aspect zaharos, are rezistență slabă la coroziune și performanță slabă la oboseală.
• Curățenie: perii și abrazive dedicate exclusiv oțelului inoxidabil; contaminarea cu fier de la unelte comune pentru oțel carbon se încrustează și ruginește. Degresați înainte de sudare.
• Nu utilizați niciodată piesa din oțel inoxidabil ca banc de lucru pentru polizarea oțelului carbon în apropiere — contaminarea cu praf de polizare este o cauză frecventă a petelor misterioase de rugină.

După sudare: curățare și pasivare

Sudarea lasă colorație termică — o peliculă de oxid sărăcită în crom, ale cărei culori de la pai la albastru semnalează o rezistență redusă la coroziune dedesubt. Pentru exploatarea în mediu coroziv, colorația și stratul sărăcit trebuie îndepărtate:

1. Curățare mecanică (periere cu perii din oțel inoxidabil, abrazive fine) pentru solicitări ușoare.
2. Decapare cu pastă sau baie nitrică/fluorhidrică pentru refacerea completă a suprafeței.
3. Pasivarea în acid nitric sau citric (conform practicii ASTM A967) reconstruiește pelicula de oxid de crom pe o suprafață deja curată. Pasivarea nu este un agent de curățare — nu îndepărtează colorația puternică sau oxizii.

O îmbinare 316 sudată, curățată și pasivată corect ar trebui să fie imposibil de distins de metalul de bază din punctul de vedere al performanței la coroziune; omiterea etapelor post-sudare este motivul obișnuit pentru care nu este așa.

Defecte frecvente și cauzele lor

• Porozitate: aproape întotdeauna contaminare — umiditate, grăsime, vopsea sau zinc pe fețele îmbinării sau o problemă de protecție (pierderea acoperirii cu gaz, curenți de aer). Oțelul inoxidabil prezintă porozitate de contaminare mai repede decât oțelul carbon, deoarece baia este mai puțin tolerantă la suprafețele murdare.
• Rădăcină zaharoasă: purjare insuficientă la rădăcină; rădăcina se oxidează și devine o suprafață aspră, înnegrită, predispusă la coroziune, care nu poate fi reparată din exterior.
• Fisurare: rară la 304/316 în sine (structura austenitică, cu un conținut mic de ferită în metalul depus, rezistă la fisurarea la solidificare), dar un risc real atunci când se utilizează materialul de adaos greșit la îmbinări disimilare sau când contaminarea cu carbon intră în baie — încă un motiv pentru unelte dedicate și sârmă curată.