TIG zavarivanje visoko legiranih čelika

Visokolegirani čelici sadrže jedan ili nekoliko legira-jućih elemenata u količini od 10 do 55%.

Klasifikacija visokolegiranih čelika vrši se po sistemu legiranja, strukturi i svojstvima.
Po sistemu legiranja dele se na pr. na: hromne, hrom-niklove, hrom-manganskc i hrom-nikal-manganske.
Po strukturi visokolegirani čelici se dele na: martenzitne, martenzitno-feritne, feritne, austenitno-martenzitne, austenitno-feritne i čisto austenitne.
Po svojstvima visokolegirani čelici se dijele na: nerdjajuće, vatrostalne i vatrootporne.
Pri zavarivanju visokolegiranih čelika treba voiti računa o nekim detaljima koji bitno utiču na kvalitet. Naime, u poredjenju sa niskougljeničnim čelicima, većina visokolegiranih čelika ima niži koeficijent provodjenja toplote i to za 1,5 do 2,0 puta i povećan koeficijent linearnog širenja za 1,5put.
Nizak koeficijent toplotne provodnosti dovodi pri zavarivanju do koncentracije toplote i usled toga do povećanja dubine uvarivanja radnog komada pri zavarivanju. Da bi se ova du-bina uvarivanja smanjila jačinu struje treba smanjiti, pri zavarivanju ovih materijala za 10 do 20%.
Povećani koeficijent linearnog širenja dovodi pri zavarivanju do većih deformacija radnih komada, a kada je krutost konstrukcije velika usled debljine komada, može doći do pojave pukotina.
Visokolegirani čelici su više skloni ka pojavi pukotina od niskougljeničnih. Tople pukotine se pojavljuju češće u austenitnim čelicima, a hladne pukotine u zakaljivim čelicima u prvom redu martenzitnim i martenzitno-feritnim. Osim toga, visokolegirani čelici otporni na koroziju, koji ne sadrže titan ili niobijum ili oni legirani vanaijumom pri zagrevanju iznad 500oC, gube antikoroziona svojstva zbog izlučivanja iz čvrstog rastvora, karbida hisoma i železa, koji postaju centri korozije tz. medjukristalna korozija. Termičkom obradom moguće je popraviti antikoroziona svojstva zavarenih komada. Zagrijavanjem do 850°C, ranije izlučena zrna iz čvrstog rastvora tj. karbidi hroma ponovo se rastvaraju u austenitu, a pri brzom hladjenju oni se ne izlučuju u posebnu fazu. Ovaj način termičke obrade se zove stabilizacija. Medjutim, stabilizacija dovodi do sniženja plastičnosti i žilavosti čelika. Dobijanje visoke plastičnosti, žilavosti i istovremeno dobrih antikorozionih osobina zavarenih spojeva moguće je ostvariti zagrijavanjem kompletnog radnog komada do temperatura 1000-1150°C i brzim hlađjenjem u vodi (kaljenje).
Ako je sadržaj ugljenika u osnovnom i dodatnom metalu vrlo nizak 0,02:0,03%, u potpurtosti prestaje izlučivanje karbida hroma.
U praksi se primenjuju sledeće mere za borbu protiv pojave pukotina u visokolegiranim čelicima. Prvo, teži se da u metalu šava bude dvofazna struktura (austenit i ferit); drugo, ograničava se u šavu sadržaj štetnih primesa (sumpora, fosfora, olova, antimona, kalaja, bizmuta) i uvodjenje takvih elemenata kao što su molibden, mangan, volfram; treće, po mogućnosti treba izbegavati krute konstrukcije koje se zavaruju.
Praktično je utvrdjeno.da pri zavarivanju austenitnih čelika, koji su ukrućeni, treba povećati sadržaj ferita od 2 do 10% u dodatnom metalu. Ovim se znatno povećava plastičnost metala šava, odnosno, mogu se povećati plastične deformacije metala šava bez pojave pukotina.
Dodatni metal sa molibdenom, manganom i volframom obezbedjuje finozrnastu strukturu metala šava. U ovom slučaju se plastična svojstva metala povećavaju i po pravilu ne dolazi do pojave toplih pukotina pri zavarivanju.
Da bi se dobili šavovi bez pukotina preporučuje se da se obezbedi zazor izmedju radnih komada. Takodje, preporučuje se da pogonska energija pri zavarivanju bude što niža.
Pregrevanje metala šava, pri čemu dolazi do ukrupnjenja zrna, prvenstveno u ZUT-u,zavisi od hemijskog sastava i mikro-strukture, temperature zagrevanja i dužine izlaganja radnog komada temperaturi. Obično pri zavarivanju više se pregrevaju jednofazni feritni čelici.
Visokolegirani čelici koji sadrže više od 0,18% ugljenika zavaruju se sa predgrevanjem do 300°C a posle zavarivanja se obično preporučuje toplotna obrada.
Pri izboru dodatnog metala treba se držati preporuka proizvodjača. Većina dodatnih metala su stabilizovani titanom i niobijumom i sa vrlo niskim sadržajem ugljenika. Za pravilan izbor dodatnog metala treba poznavati hemijski sastav osnovnog metala