Нерђајући челик је решење материјала који се користи у широком спектру примена због своје инхерентне отпорности на корозију, отпорности на оксидацију при високим температурама и чврстоће. Спајање одвојених делова од нерђајућег челика путем процеса заваривања велике снаге је пожељније у односу на друге методе заваривања или адхезије у многим аутомобилским, медицинским, војним и ваздухопловним (МИЛ/АЕРО) апликацијама јер ласерски заварени спојеви нуде највећу чврстоћу и низ других бенефиције. То укључује:
Мала зона ХАЗ:Спојеви од нерђајућег челика често морају бити не само јаки, већ често и козметички чисти. Ласер нуди најмању зону погођену топлотом, или "ХАЗ". Ово такође чини ласерско заваривање идеалним за производе са сложеним обрасцима заваривања или где је тешко доћи до подручја које треба заварити. Пошто ласерски сноп може да се фокусира тако прецизно, мања је вероватноћа оштећења, удубљења или деформисања околних површина.
Чисти процес:Пошто је операција ласерског заваривања једноставно спајање метала, (обично) нема потребе за материјалима за пуњење и нема додатних ризика по животну средину. Ово често чини ласерско заваривање најисплативијом и еколошки прихватљивом опцијом. А у крајњим производима, као што су цеви од нерђајућег челика које се користе у медицинским уређајима и хируршким апликацијама, укупна чистоћа ласера обезбеђује да се производи испоручују без загађивача и неравнина.
Мање корозије:Код конвенционалног ТИГ или МИГ заваривања, електрода која се користи за заваривање садржи влагу у траговима. Топлота заваривања доводи до брзог распадања воде и при томе ослобађа водоник који улази у метал и постаје ломљив. Пошто се ласерско заваривање не ослања на електроду да спроводи топлоту, не постоји ризик од корозије коју сами изазивају.
Прецизност:Излазна снага, величина завара, дубина завара, брзина заваривања и траг ласерског снопа на површини од нерђајућег челика су веома контролисани. Резултат је веома прецизан завар. Захваљујући овој оптималној контроли, најтањи листови од нерђајућег челика такође се могу заварити ласером.
Смањена термичка дисторзија:Додатна предност ласерског заваривања нерђајућег челика је смањена термичка дисторзија и заостала напрезања у поређењу са конвенционалним техникама заваривања. Ово је посебно важно за нерђајуће челике који имају 50% веће термичко ширење од обичних угљеничних челика.
аутоматизација:Још једна предност високо контролисаног процеса је што је ласерско заваривање веома програмабилно и роботизовано. Пошто је лакше аутоматизовати у поређењу са методама заваривања металног инертног гаса (МИГ)* или инертног гаса од волфрама (ТИГ)*, може се постићи већа поновљивост и бржи проток.
Разумевање 4 врсте материјала од нерђајућег челика
Нерђајући челик је описан према својствима материјала сваке врсте. Ово су разматрања и захтеви за ласерско заваривање за сваки.
Аустенитни нерђајући челици
Серија 300 од нерђајућег челика је аустенитни нерђајући челик. Ови нерђајући челици се користе у апликацијама које захтевају отпорност на корозију и жилавост, и када се разматрају проблеми релативног топлотног изобличења. Нерђајући челици серије 300 могу се наћи у широком спектру примена у нафтној, транспортној, хемијској индустрији и индустрији производње електричне енергије. Ови нерђајући челици су посебно корисни у окружењима са високим температурама. Ова серија нерђајућег челика је погодна и за пулсно и за континуирано таласно (ЦВ) ласерско заваривање. Ласерско заваривање нерђајућег челика обезбеђује нешто бољу дубину продирања завара и повећане брзине заваривања у поређењу са нискоугљеничним челицима због ниже топлотне проводљивости већине аустенитних нерђајућих челика. Веће брзине ласерског заваривања такође имају предност у смањењу осетљивости на корозију узроковану таложењем хром карбида на границама зрна. Таложење хром-карбида може настати када је унос топлоте превисок током процеса заваривања.
Феритни нерђајући челици
Феритни нерђајући челик серије 400 обично има мало или нимало никла и не поседује тако добру ласерску заварљивост у поређењу са аустенитним класама. Ласерско заваривање феритног нерђајућег челика у неким случајевима смањује жилавост споја и отпорност на корозију. Смањење жилавости је делимично последица формирања крупних зрна у зони утицаја топлоте и формирања мартензита, која се јавља у слојевима са вишим садржајем угљеника. Зона погођена топлотом може имати већу тврдоћу због брзог хлађења, што повећава кртост.
Мартензитни нерђајући челици
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% угљеника) може проузроковати кртост материјала у зони утицаја топлоте. Ако се заварује мартензитни нерђајући челик са садржајем угљеника изнад 0,1%, онда употреба материјала за пуњење од аустенитног нерђајућег челика може побољшати жилавост шава и смањити подложност пуцању, али не може смањити ломљивост у зони утицаја топлоте. Претходно загревање материјала пре заваривања или каљење материјала на 650-750 степен након ласерског заваривања ће помоћи да се смањи крхкост у зони утицаја топлоте.
Дуплекс нерђајући челици
Дуплексни нерђајући челици су мешавина аустенит-феритних нерђајућих челика. Ови нерђајући челици се одликују двофазном микроструктуром која садржи аустенит и ферит. Запреминске фракције аустенита и ферита су приближно једнаке. Главни легирајући елементи су хром, никл и молибден. Дуплекс нерђајући челици су обично такође легирани малим количинама азота. Дуплекс материјал је генерално заварљив са добрим резултатима.