Obróbka wykończeniowa złączy

Potrzeba obróbki wykończeniowej powierzchni odnosi się przede wszystkim do złączy spawanych łukowo. Złącza wykonane metodami zgrzewania rezystancyjnego, z wyjątkiem doczołowego zgrzewania iskrowego, zazwyczaj są użytkowane w stanie jak po zgrzewaniu lub po lekkim oczyszczeniu. Po zakończeniu operacji spawania łukowego, obszar spoiny i otaczający go materiał podstawowy mogą być zanieczyszczone przez odpryski spawalnicze i powłokę tlenkową, w zależności od rodzaju złącza, grubości materiału i zastosowanej techniki spawania. W celu uzyskania najwyższej odporności na korozję należy zwrócić baczną uwagę na operację wykończenia, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia powierzchni oraz nieregularności, które mogłyby stanowić miejsca działań korodujących przy ich użytkowaniu. W pewnych zastosowaniach, tam gdzie kwestie odporności na korozję, higieny i estetyki są najważniejsze, może być konieczne usunięcie nadmiaru metalu spoiny i wypolerowanie strefy spoiny, aby nie odróżniała się od otaczającego metalu podstawowego. Normalna obróbka wykończeniowa może stanowić jedną z poniższych operacji, zastosowanych pojedynczo lub w połączeniu, w zależności od techniki spawania i wymagań co do stopnia wykończenia:

• wykończenie mechaniczne przez młotkowanie, szczotkowanie, szlifowanie oraz polerowanie,
• trawienie kwasem, po którym następuje pasywacja oraz mycie.

Usuwanie żużla, rozprysków i tlenków

Żużel pozostały po spawaniu musi być usunięty przez staranne młotkowanie ze zwróceniem uwagi, aby nie powstawały wgniecenia lub szczerby na sąsiadującej powierzchni metalu. Rozpryski spawalnicze stanowią prawdopodobnie jedno z najtrudniejszych do usunięcia zanieczy- czeń, szczególnie w wypadku bardzo wypolerowanych blach. Z tego powodu zaleca się zazwyczaj, aby chronić powłokami z tworzyw sztucznych powierzchnie blachy przylegające do spoiny. Metoda ta ogranicza do minimum powierzchnię wymagającą obróbki wykończeniowej. Warstewki tlenków oraz rozpryski spawalnicze można usunąć za pomocą szczotki drucianej ze stali nierdzewnej. Jeżeli stosuje się szczotkę drucianą ze stali innej niż nierdzewna, zanieczyszczenie cząstkami żelaza może prowadzić do powstania rdzy i zmiany koloru w czasie użytkowania. Inną metodą usuwania żużla spawalniczego i rozprysków z ciężkich elementów jest piaskowanie. W procesie tym, cząstki ścierne (krzemionka, korund itp.) uderzają o elementy zespawane pod wysokim ciśnieniem powietrza lub wody.

Szlifowanie

Własności fizyczne stali nierdzewnych wymagają staranności w trakcie szlifowania, co zapobiegnie przegrzaniu i związanemu z tym przebarwieniu cieplnemu. Zjawisko to powstaje, gdy temperatura powierzchni przekracza 200°C. W procesie tym, powierzchnia elementu spawanego jest ścierana za pomocą tarczy szlifierskiej obracającej się z wysoką prędkością obwodową od 20 m/sdo 80 m/s. Cząstkami ściernymi są zazwyczaj tlenek glinu (korund) lub węglik krzemu (karborund). Do operacji zgrubnego szlifowania, takich jak usuwanie nadmiaru grubości spoiny, stosuje się krążki cylindryczne o średnicy 100 mm - 200 mm o wielkości ziarna według numeru sita rzędu 40. W zależności od rodzaju spoiwa, prędkość obwodowa waha się od 25 m/s do 60 m/s. Dla operacji szlifowania wykończającego (na przykład dokładne wyrównywanie spoiny) stosuje się półsztywne lub elastyczne tarcze szlifierskie o średnicy od 150 mm do 250 mm i wielkości ziarna o numerze sita 80 - 120 i prędkości obwodowej od 12 m/sdo 15 m/s.

Polerowanie

Polerowanie jest często spotykaną operacją wykończenia powierzchni. Normalna procedura polega na usuwaniu śladów szlifowania przy zastosowaniu materiału ściernego o numerze 180 - 320. Stosowane narzędzia (tarcze polerskie i krążki szmaciane) muszą być wykorzystywane tylko do stali nierdzewnych, aby uniknąć ryzyka zanieczyszczenia drobinami żelaza.

W porównaniu do innych materiałów, usuwanie materii wymaga w wypadku stali nierdzewnych dużej energii. Należy więc dołożyć starań aby uniknąć nadmiernego nagrzewania się (maksymalna temperatura rzędu 200°C), które może spowodować lekkie utlenianie powierzchni, co uniemożliwi utworzenie warstwy pasywnej. Nacisk wywierany przez krążek lub taśmę należy wyregulować na najniższym poziomie, tak aby uzyskać zadowalające polerowanie bez lokalnego przegrzewania.

Obróbka chemiczna

1. Wytrawianie
Przy niektórych metodach spawania, złącze zostaje pokryte warstwą kolorowego tlenku, który musi zostać usunięty, aby przywrócić zdolność do pasywacji. Można tu zastosować różne metody.
• Kąpiel trawiąca dla gatunków austeni- tycznych:
• kwasazotowy 52% (36° Baumégo) : 100 l
• kwasfluorowodorowy 65%: 20 l
• lub fluorek sodu: 30 kg
• woda: 900 l
• Kąpiel trawiąca dla gatunków ferry- tycznych:
• kwasazotowy 52% (36° Baumégo): 100 l
• kwasfluorowodorowy 65%: 10 l
• lub fluorek sodu: 15 kg
• woda: 900 l
Czas zanurzenia w temperaturze 20°C zazwyczaj wynosi od 15 minut do 3 godzin. Aby zapobiec korozji metalu należy starannie kontrolować temperaturę kąpieli oraz czas zanurzenia. Po wytrawieniu, części muszą być obficie spłukane wodą wolną od chloru.
• Pasty i żele wytrawiające:
Stosowanie past lub żeli umożliwia ograniczenie obróbki do strefy spoiny. Ich skład może się różnić, ale często zawierają one kwas azotowy. Pasta lub żel jest nakładana pędzlem, a następnie strefa ta jest czyszczona szczotką drucianą ze stali nierdzewnej. Po wytrawieniu, strefa ta jest spłukiwana wodą.
2. Pasywacja

Po wytrawieniu, metal nie jest chroniony i musi być utworzona nowa warstwa pasywna dla przywrócenia odporności na korozję.

• Kąpiele pasywacyjne
Części są zanurzane w kwaśnej kąpieli o następującym przybliżonym składzie:
• kwas azotowy 52% (36° Baumégo) : 250 l
• woda: 750 l
Czaszanurzenia w temperaturze 20°C zazwyczaj wynosi od 15 minut do 1 godziny. Po pasywacji części muszą być starannie spłukane wodą.
• Pasywacyjne pasty i żele
Pasty i żele są stosowane do lokalnej pasywacji strefy spawania. Środek oparty o kwasazotowy jest nakładany na obrabianą powierzchnię a następnie całkowicie usuwany przy pomocy szczotki ze stali nierdzewnej lub nylonowej, po czym następuje spłukanie wodą.
• Dekontaminacja
Różne operacje w stosunku do blachy mogą pozostawić na jej powierzchni drobiny bogate w żelazo, które muszą być usunięte. Chociaż cel jest inny, metody dekontaminacji są takie same jak przy pasywacji.

Zawartość:

• Ogólna informacja o stalach nierdzewnych
• Metody spawania stali nierdzewnych cz. I
• Metody spawania stali nierdzewnych cz. II
• Dobór gazów i przygotowanie do spawania łukowego
• Obróbka wykończeniowa złączy