يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ اختيار غاز التدريع للحفاظ على تركيبته المعدنية والخصائص الفيزيائية والميكانيكية المرتبطة به. تشتمل عناصر غاز التدريع المشتركة للفولاذ المقاوم للصدأ على الأرجون والهيليوم والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيدروجين (انظر الشكل 1) ، ويتم دمج هذه الغازات بنسب مختلفة لتلائم احتياجات أنماط التوصيل المختلفة وأنواع الأسلاك والسبائك الأساسية وسرعة الحركة المرغوبة.
نظرًا لضعف الموصلية الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ والطبيعة "الباردة" نسبيًا لحام القوس المعدني الغاز في نقل الدائرة القصيرة (GMAW) ، تتطلب غاز "ثلاثي المزيج" يتكون من 85 ٪ إلى 90 ٪ من الهيليوم إمكانات التأين من الهيليوم تعزز الانحناء بعد دائرة قصيرة ؛إلى جانب الموصلية الحرارية العالية ، يزيد استخدام He من سيولة البركة المنصهرة. يوفر المكون Ar في Trimix تدريعًا عامًا لبركة اللحام ، بينما يعمل ثاني أكسيد الكربون كمكون تفاعلي لتثبيت القوس (انظر الشكل 2 لمعرفة كيفية تأثير غازات التدريع المختلفة على ملف تعريف حبة اللحام).
قد تستخدم بعض المخاليط الثلاثية الأكسجين كمثبت ، بينما يستخدم البعض الآخر خليط He / CO2 / N2 لتحقيق نفس التأثير. يمتلك بعض موزعي الغاز خلطات غازية خاصة توفر الفوائد الموعودة ، ويوصي المتعاملون أيضًا بهذه الخلطات لأنماط نقل أخرى لها نفس التأثير.
أكبر خطأ يرتكبه المصنعون هو محاولة تقصير الدائرة الكهربائية للفولاذ المقاوم للصدأ GMAW باستخدام نفس خليط الغاز (75 Ar / 25 CO2) مثل الفولاذ الطري ، عادةً لأنهم لا يريدون إدارة أسطوانة إضافية ، يحتوي هذا الخليط على الكثير من الكربون ، في الواقع ، يجب أن يحتوي أي غاز واقي يستخدم في الأسلاك الصلبة على 5٪ كحد أقصى من ثاني أكسيد الكربون ، واستخدام كميات أكبر ينتج عنه تعدين لم يعد يعتبر كربونيًا بدرجة L3 في شكل درع. ium carbides ، التي تقلل من مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية ، كما يمكن أن يظهر الحرق على سطح اللحام.
كملاحظة جانبية ، عند اختيار المعادن لتقليل GMAW للسبائك الأساسية من السلسلة 300 (308 ، 309 ، 316 ، 347) ، يجب على المصنّعين اختيار درجة LSi. تحتوي حشوات LSi على محتوى منخفض من الكربون (0.02٪) ولذلك يوصى بها بشكل خاص عندما يكون هناك خطر التآكل بين الخلايا الحبيبية.
يجب على المصنّعين توخي الحذر عند استخدام عمليات نقل الدائرة القصيرة ، حيث يمكن أن ينتج الاندماج غير الكامل بسبب إطفاء القوس ، مما يجعل العملية دون المستوى للتطبيقات الحرجة ، وفي المواقف ذات الحجم الكبير ، إذا كانت المادة يمكن أن تدعم مدخلاتها الحرارية (≥ 1/16 بوصة تقريبًا هي أنحف مادة ملحومة باستخدام وضع الرش النبضي) ، سيكون نقل رذاذ النبض خيارًا أفضل ، حيث توفر سماكة المادة وموقع اللحام دعمًا أكثر تناسقًا.
لا تتطلب أوضاع نقل الحرارة العالية هذه غازًا واقيًا. بالنسبة للحام بالنقل بالرش لسبائك سلسلة 300 ، يكون الاختيار الشائع هو 98٪ Ar و 2٪ عناصر تفاعلية مثل CO2 أو O2 ، وقد تحتوي بعض مخاليط الغاز أيضًا على كميات صغيرة من N2N2 لديها إمكانات تأين أعلى وموصلية حرارية ، مما يعزز الترطيب ويسمح بسفر أسرع أو تحسين النفاذية ؛كما أنه يقلل من التشويه.
بالنسبة إلى نقل الرش النبضي GMAW ، قد يكون 100٪ Ar خيارًا مقبولاً ، لأن التيار النبضي يثبت القوس ، لا يتطلب الغاز دائمًا عناصر نشطة.
البركة المنصهرة أبطأ بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي والفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين (نسبة 50/50 من الفريت إلى الأوستينيت) بالنسبة لهذه السبائك ، فإن إضافة خليط غاز مثل ~ 70٪ Ar / ~ 30٪ He / 2٪ CO2 سيعزز ترطيب أفضل ويزيد سرعة السفر (انظر الشكل 3). بما يكفي لزيادة محتوى الأكسيد ، لذلك يجب على الشركات المصنعة تجنبها أو الاستعداد لقضاء الكثير من الوقت عليها).مادة كاشطة لأن هذه الأكاسيد صلبة جدًا لدرجة أن الفرشاة السلكية لا تزيلها عادةً).
يستخدم المصنعون أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ ذات القلب المتدفق للحام خارج الموقع لأن نظام الخبث في هذه الأسلاك يوفر "رفًا" يدعم حوض اللحام أثناء ترسيخه. نظرًا لأن تكوين التدفق يخفف من تأثيرات ثاني أكسيد الكربون ، فقد تم تصميم أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ ذات التدفق المتدفق للاستخدام مع 75٪ Ar / 25٪ CO2 و / أو 100٪ من خلائط غاز ثاني أكسيد الكربون. قد يقلل من تكاليف اللحام الإجمالية بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم السلك ذو القلب المتدفق ناتج تيار مستمر تقليدي ثابت الجهد ، مما يجعل نظام اللحام الأساسي أقل تكلفة وأقل تعقيدًا من أنظمة GMAW النبضية.
بالنسبة لسبائك سلسلة 300 و 400 ، يظل 100٪ Ar هو الخيار القياسي لحام القوس التنغستن بالغاز (GTAW). خلال GTAW لبعض سبائك النيكل ، خاصة مع العمليات الميكانيكية ، يمكن إضافة كميات صغيرة من الهيدروجين (تصل إلى 5٪) لزيادة سرعة السفر (لاحظ أنه على عكس الفولاذ الكربوني ، فإن سبائك النيكل ليست عرضة لتكسير الهيدروجين).
بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ Superduplex و superduplex الفائق ، فإن 98٪ Ar / 2٪ N2 و 98٪ Ar / 3٪ N2 هي اختيارات جيدة ، على التوالي ، ويمكن أيضًا إضافة الهليوم لتحسين قابلية البلل بحوالي 30٪ ، عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس أو سوبر دوبلكس ، يكون الهدف هو إنتاج مفصل بهيكل مجهرية متوازنة من حوالي 50٪ من الفريتريت و 50٪ من الفولاذ المقاوم للصدأ. يبرد حوض اللحام IG بسرعة ، ويبقى الفريت الزائد عند استخدام 100٪ Ar. عند استخدام خليط غاز يحتوي على N2 ، يتحرك N2 في البركة المنصهرة ويعزز تكوين الأوستينيت.
يحتاج الفولاذ المقاوم للصدأ إلى حماية كلا جانبي المفصل لإنتاج لحام نهائي بأقصى مقاومة للتآكل. يمكن أن يؤدي الفشل في حماية الجانب الخلفي إلى "تسكر" أو أكسدة واسعة النطاق يمكن أن تؤدي إلى فشل اللحام.
قد لا تتطلب التركيبات المؤخرة الضيقة ذات التثبيت الممتاز باستمرار أو الاحتواء المحكم في الجزء الخلفي من التركيب غازًا داعمًا ، وهنا تكمن المشكلة الرئيسية في منع التلون المفرط للمنطقة المتأثرة بالحرارة بسبب تراكم الأكسيد ، الأمر الذي يتطلب إزالة ميكانيكية من الناحية الفنية ، إذا تجاوزت درجة الحرارة الخلفية 500 درجة فهرنهايت ، يلزم استخدام غاز التدريع ، ومع ذلك ، يجب أن يكون أسلوب الحماية أكثر من 300 درجة فهرنهايت. 2-الاستثناء هو إذا تم تقطيع الجزء الخلفي من اللحام وتثبيته ولحمه لتحقيق لحام اختراق كامل.
الغازان الداعمان المختاران هما N2 (أرخص) و Ar (أغلى ثمناً) ، بالنسبة للتجمعات الصغيرة أو عندما تكون مصادر Ar متاحة بسهولة ، فقد يكون استخدام هذا الغاز أكثر ملاءمة ولا يستحق توفير N2 ، ويمكن إضافة ما يصل إلى 5٪ من الهيدروجين لتقليل الأكسدة ، وتتوفر مجموعة متنوعة من الخيارات التجارية ، ولكن الدعامات محلية الصنع وسدود التنقية شائعة.
إضافة 10.5٪ أو أكثر من الكروم هو ما يعطي الفولاذ المقاوم للصدأ خصائصه غير القابلة للصدأ ، ويتطلب الحفاظ على هذه الخصائص تقنية جيدة في اختيار الغاز الواقي من اللحام الصحيح وحماية الجزء الخلفي من المفصل ، كما أن الفولاذ المقاوم للصدأ مكلف ، وهناك أسباب وجيهة لاستخدامه ، ولا جدوى من محاولة قطع الزوايا عندما يتعلق الأمر بغاز التدريع أو اختيار معادن حشو لذلك ، فمن المنطقي دائمًا اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ مع عامل حشو وموزع للغاز.
ابق على اطلاع بأحدث الأخبار والأحداث والتكنولوجيا على جميع المعادن من نشراتنا الإخبارية الشهرية المكتوبة حصريًا للمصنعين الكنديين!
الآن مع الوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي من Canadian Metalworking ، سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
الآن مع الوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي من Made in Canada and Welding ، سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.