Nerūsējošais tērauds ir materiāla risinājums, ko izmanto visdažādākajos lietojumos, jo tam piemīt izturība pret koroziju, izturība pret oksidēšanu augstā temperatūrā un izturība. Atsevišķu nerūsējošā tērauda detaļu savienošanai, izmantojot lielas jaudas metināšanas procesu, priekšroka tiek dota salīdzinājumā ar citām metināšanas vai adhēzijas metodēm daudzos automobiļu, medicīnas un militārajos un kosmosa (MIL/AERO) lietojumos, jo lāzermetinātie savienojumi nodrošina visaugstāko izturību un dažādas citas metodes. priekšrocības. Tie ietver:
Mazs HAZ laukums:Nerūsējošā tērauda savienojumiem bieži ir jābūt ne tikai izturīgiem, bet arī kosmētiski tīriem. Lāzers piedāvā vismazāko siltuma ietekmēto zonu jeb "HAZ". Tādējādi lāzermetināšana ir ideāli piemērota izstrādājumiem ar sarežģītiem metināšanas rakstiem vai vietās, kur metināmā vieta ir grūti sasniedzama. Tā kā lāzera staru var fokusēt tik precīzi, ir mazāka iespēja sabojāt, iespiest vai deformēt apkārtējās virsmas.
Tīrīšanas process:Tā kā lāzermetināšanas darbība ir vienkārši metālu sakausēšana, (parasti) nav nepieciešami pildvielas un nav papildu vides riska. Tas nereti padara lāzermetināšanu par visrentablāko un videi draudzīgāko iespēju. Un galaproduktos, piemēram, nerūsējošā tērauda caurulēs, ko izmanto medicīnas ierīcēs un ķirurģijā, lāzera vispārējā tīrība nodrošina, ka produkti tiek piegādāti bez piesārņotājiem un urbumiem.
Mazāka korozija:Parastā TIG vai MIG metināšanā metināšanai izmantotais elektrods satur nelielu daudzumu mitruma. Metināšanas siltums izraisa ūdens ātru sadalīšanos, un, to darot, tas atbrīvo ūdeņradi, kas nonāk metālā, izraisot to trauslumu. Tā kā lāzera metināšana nav atkarīga no elektroda, kas vada siltumu, nepastāv pašaizraisītas korozijas risks.
Precizitāte:Izejas jauda, metinājuma izmērs, metināšanas dziļums, metināšanas ātrums un lāzera stara celiņš uz nerūsējošā tērauda virsmas ir ļoti kontrolējami. Rezultāts ir ļoti precīzs metinājums. Pateicoties šai optimālajai vadībai, plānākās nerūsējošā tērauda loksnes var arī metināt ar lāzeru.
Samazināti termiskie kropļojumi:Papildu ieguvums no nerūsējošā tērauda lāzermetināšanas ir samazināti termiskie kropļojumi un atlikušais spriegums, salīdzinot ar parastajām metināšanas metodēm. Tas ir īpaši svarīgi nerūsējošajiem tēraudiem, kuriem ir par 50% lielāka termiskā izplešanās nekā parastajiem oglekļa tēraudiem.
Automatizācija:Vēl viens ļoti kontrolēta procesa ieguvums ir tas, ka lāzermetināšana ir ļoti programmējama un robotizēta. Tā kā to ir vieglāk automatizēt, salīdzinot ar metāla inertās gāzes (MIG)* vai volframa inertās gāzes (TIG)* metināšanas metodēm, var panākt lielāku atkārtojamību un ātrāku caurlaidspēju.
Izpratne par 4 nerūsējošā tērauda materiālu veidiem
Nerūsējošais tērauds ir aprakstīts atbilstoši katra veida materiāla īpašībām. Šie ir lāzermetināšanas apsvērumi un prasības katram.
Austenīta nerūsējošie tēraudi
300. sērijas nerūsējošais tērauds ir austenīta nerūsējošais tērauds. Šie nerūsējošie tēraudi tiek izmantoti lietojumos, kuros nepieciešama izturība pret koroziju un stingrība, kā arī gadījumos, kad ir jāņem vērā relatīvie t termiskie kropļojumi. 300. sērijas nerūsējošais tērauds ir pieejams plašā pielietojuma klāstā naftas, transporta, ķīmijas un elektroenerģijas ražošanas nozarēs. Šie nerūsējošie tēraudi ir īpaši noderīgi augstas temperatūras vidē. Šī nerūsējošā tērauda sērija ir piemērota gan impulsa, gan nepārtraukta viļņa (CW) lāzermetināšanai. Lāzermetināšanas nerūsējošais tērauds nodrošina nedaudz labāku metināšanas iespiešanās dziļumu un lielāku metināšanas ātrumu, salīdzinot ar tēraudiem ar zemu oglekļa saturu, jo lielākajai daļai austenīta nerūsējošā tērauda ir zemāka siltumvadītspēja. Lielāks ātrums no lāzera metināšanas ir arī izdevīgs, lai samazinātu uzņēmību pret koroziju, ko izraisa hroma karbīdu nogulsnēšanās uz graudu robežām. Hroma karbīdu nokrišņi var rasties, ja metināšanas procesā siltuma padeve ir pārāk augsta.
Ferīta nerūsējošie tēraudi
Ferīta 400. sērijas nerūsējošajam tēraudam parasti ir maz vai nav niķeļa, un tiem nav tik laba lāzermetināmība, salīdzinot ar austenīta pakāpēm. Ferīta nerūsējošā tērauda šķirņu lāzermetināšana dažos gadījumos pasliktina savienojumu stingrību un izturību pret koroziju. Stingrības samazināšanās daļēji ir saistīta ar rupju graudu veidošanos karstuma ietekmētajā zonā un martensīta veidošanos, kas notiek ar augstāku oglekļa saturu. Siltuma skartajai zonai var būt augstāka cietība ātras dzesēšanas ātruma dēļ, kas palielina trauslumu.
Martensīta nerūsējošie tēraudi
The martensitic 400 series of stainless steel is more challenging to laser weld than the austenitic and ferritic grades. Laser welding high carbon martensitic grades (>{{0}},15% oglekļa) var izraisīt materiāla trauslumu siltuma iedarbības zonā. Ja ir jāmetina martensīta nerūsējošais tērauds ar oglekļa saturu virs 0,1%, tad austenīta nerūsējošā tērauda pildvielas izmantošana var uzlabot metinājuma stingrību un samazināt uzņēmību pret plaisāšanu, bet nevar samazināt trauslumu siltuma ietekmētajā zonā. Materiāla iepriekšēja uzsildīšana pirms metināšanas vai materiāla atlaidināšana pie 650-750 grādiem pēc lāzermetināšanas palīdzēs samazināt trauslumu siltuma ietekmētajā zonā.
Dupleksais nerūsējošais tērauds
Dupleksais nerūsējošais tērauds ir austenīta-ferīta nerūsējošā tērauda maisījums. Šiem nerūsējošajiem tēraudiem ir raksturīga divfāžu mikrostruktūra, kas satur austenītu un ferītu. Austenīta un ferīta tilpuma daļas ir aptuveni vienādas. Galvenie leģējošie elementi ir hroms, niķelis un molibdēns. Dupleksos nerūsējošos tēraudus parasti leģē arī ar nelielu slāpekļa daudzumu. Dupleksais materiāls parasti ir metināms ar labiem rezultātiem.