کار با فولاد ضد زنگ لزوماً دشوار نیست، اما جوشکاری آن نیاز به توجه دقیق به جزئیات دارد. مانند فولاد ملایم یا آلومینیوم گرما را از بین نمی برد و اگر حرارت زیادی به آن وارد کنید ممکن است مقداری مقاومت در برابر خوردگی را از دست بدهد. بهترین روش ها به حفظ مقاومت در برابر خوردگی آن کمک می کند.تصویر: Miller Electric
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ آن را به گزینه ای جذاب برای بسیاری از کاربردهای لوله های حیاتی، از جمله مواد غذایی و نوشیدنی با خلوص بالا، داروسازی، مخازن تحت فشار و کاربردهای پتروشیمی تبدیل می کند. با این حال، این ماده مانند فولاد ملایم یا آلومینیوم گرما را از بین نمی برد و جوشکاری نامناسب می تواند مقاومت به خوردگی آن را کاهش دهد. استفاده از دو ماده پرکننده حرارتی بیش از حد باعث کاهش حرارت می شود.
پیروی از برخی بهترین روش ها برای جوشکاری فولاد ضد زنگ می تواند به بهبود نتایج کمک کند و اطمینان حاصل شود که فلز مقاومت در برابر خوردگی خود را حفظ می کند. علاوه بر این، ارتقاء فرآیند جوشکاری می تواند مزایای بهره وری را بدون به خطر انداختن کیفیت به همراه داشته باشد.
در جوشکاری فولاد ضد زنگ، انتخاب فلز پرکننده برای کنترل محتوای کربن بسیار مهم است. فلزات پرکننده مورد استفاده برای جوشکاری لوله های فولادی ضد زنگ باید عملکرد جوش را افزایش داده و الزامات کاربرد را برآورده کنند.
به دنبال فلزات پرکننده با نام "L" مانند ER308L باشید، زیرا آنها حداکثر محتوای کربن کمتری را ارائه می دهند که به حفظ مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای فولاد ضد زنگ کم کربن کمک می کند. جوشکاری یک فلز پایه کم کربن با فلزات پرکننده استاندارد، محتوای کربن در اتصال جوش داده شده را افزایش می دهد و خطر خوردگی را افزایش می دهد. در دماهای بالا
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، انتخاب یک فلز پرکننده با سطوح کمی از عناصر (که به عنوان ناخالصی نیز شناخته می شود) مهم است. این عناصر باقیمانده در مواد خام مورد استفاده برای ساخت فلزات پرکننده، از جمله آنتیموان، آرسنیک، فسفر و گوگرد هستند. آنها می توانند تا حد زیادی بر مقاومت در برابر خوردگی مواد تأثیر بگذارند.
از آنجایی که فولاد ضد زنگ به گرمای ورودی بسیار حساس است، آماده‌سازی اتصال و مونتاژ مناسب نقش کلیدی در کنترل گرما برای حفظ خواص مواد دارد. به دلیل شکاف بین قطعات یا تناسب ناهموار، مشعل باید مدت بیشتری در یک مکان بماند و برای پر کردن آن شکاف‌ها به فلز پرکننده بیشتری نیاز است. این می‌تواند باعث ایجاد گرما در ناحیه آسیب‌دیده شود که می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد قطعه شود. مراقب باشید تا اطمینان حاصل شود که قطعات تا حد امکان در فولاد ضد زنگ قرار می گیرند.
تمیزی این ماده نیز بسیار مهم است. مقادیر بسیار کم آلودگی یا کثیفی در اتصالات جوش داده شده می تواند باعث ایجاد عیوب شود که باعث کاهش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی محصول نهایی می شود. برای تمیز کردن زیرلایه قبل از جوشکاری، از برس مخصوص فولاد ضد زنگ استفاده کنید که روی فولاد کربنی یا آلومینیوم استفاده نشده است.
در فولاد زنگ نزن، حساس شدن عامل اصلی از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی است. این می تواند زمانی اتفاق بیفتد که دمای جوش و سرعت سرد شدن بیش از حد نوسان داشته باشد و ریزساختار ماده را تغییر دهد.
این جوش OD بر روی لوله فولادی زنگ نزن که با استفاده از GMAW و رسوب فلز تنظیم شده (RMD) بدون فلاشینگ پس گذر ریشه جوش داده شده است، از نظر ظاهر و کیفیت شبیه به جوش های ساخته شده با GTAW بک فلاش است.
بخش کلیدی مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ اکسید کروم است. اما اگر محتوای کربن در جوش خیلی زیاد باشد، کاربید کروم تشکیل می‌شود. این کروم را می‌بندد و از تشکیل اکسید کروم مورد نظر جلوگیری می‌کند که مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را ایجاد می‌کند. اگر مواد به اندازه کافی کروم وجود نداشته باشد، اکسید کروم مورد نظر را نخواهد داشت.
پیشگیری از حساسیت به انتخاب فلز پرکننده و کنترل گرمای ورودی بستگی دارد. همانطور که قبلاً ذکر شد، انتخاب یک فلز پرکننده کم کربن برای جوشکاری فولاد ضد زنگ مهم است. با این حال، گاهی اوقات کربن برای ایجاد استحکام برای کاربردهای خاص مورد نیاز است. کنترل حرارت به ویژه زمانی مهم است که فلزات پرکننده کم کربن گزینه ای نباشند.
مدت زمان باقی ماندن ناحیه جوش و متاثر از حرارت را در دماهای بالا به حداقل برسانید - معمولاً 950 تا 1500 درجه فارنهایت (500 تا 800 درجه سانتیگراد) در نظر گرفته می شود.
گزینه دیگر استفاده از فلزات پرکننده طراحی شده با اجزای آلیاژی مانند تیتانیوم و نیوبیم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کروم است. از آنجایی که این اجزا بر استحکام و چقرمگی نیز تأثیر می گذارند، این فلزات پرکننده را نمی توان در همه کاربردها استفاده کرد.
جوشکاری قوسی تنگستن گازی (GTAW) برای پاس ریشه، روش سنتی جوشکاری لوله فولادی ضد زنگ است. این معمولاً نیازمند شستشوی معکوس آرگون برای کمک به جلوگیری از اکسیداسیون در پشت جوش است. با این حال، استفاده از فرآیندهای جوشکاری سیم در لوله‌های فولادی زنگ نزن روز به روز رایج‌تر می‌شود. در این کاربردها، درک نحوه تأثیرگذاری بر مقاومت در برابر خوردگی گاز مهم است.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ با استفاده از فرآیند جوشکاری قوس فلزی گازی (GMAW)، آرگون و دی اکسید کربن، مخلوطی از آرگون و اکسیژن، یا مخلوط سه گازی (هلیوم، آرگون و دی اکسید کربن) به طور سنتی استفاده می شود. آرگون خالص برای GMAW در فولاد ضد زنگ توصیه نمی شود.
سیم فلاکس برای فولاد ضد زنگ برای اجرا با مخلوط سنتی 75 درصد آرگون و 25 درصد دی اکسید کربن طراحی شده است.
همانطور که فرآیندهای GMAW تکامل یافته اند، جوشکاری لوله ها و لوله های فولادی ضد زنگ را ساده کرده اند. در حالی که برخی از برنامه ها ممکن است هنوز به فرآیندهای GTAW نیاز داشته باشند، فرآیندهای سیم پیشرفته می توانند کیفیت مشابه و بهره وری بالاتر را در بسیاری از کاربردهای فولاد ضد زنگ ارائه دهند.
جوش های ID فولاد ضد زنگ ساخته شده با GMAW RMD از نظر کیفیت و ظاهر شبیه به جوش های OD مربوطه هستند.
عبور ریشه با استفاده از فرآیند اتصال کوتاه GMAW اصلاح‌شده مانند رسوب‌گذاری فلزی تنظیم‌شده میلر (RMD) باعث حذف پس‌روکش در برخی از کاربردهای فولاد زنگ نزن آستنیتی می‌شود. پاس ریشه RMD را می‌توان با پالس GMAW یا پاس‌های جوش قوس الکتریکی با هسته شار دنبال کرد - تغییری که باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه به‌ویژه در GTAW در مقایسه با لوله‌های بزرگ می‌شود.
RMD از انتقال فلز با اتصال کوتاه دقیق کنترل‌شده برای تولید یک قوس و گودال جوشی آرام و پایدار استفاده می‌کند. این امکان کمتری برای لپ‌های سرد یا عدم همجوشی، پاشش کمتر و عبور ریشه لوله با کیفیت بالاتر را فراهم می‌کند. انتقال فلز با کنترل دقیق، رسوب یکنواخت قطرات و کنترل راحت‌تر حوضچه جوش و بنابراین ورودی گرما و سرعت جوش را فراهم می‌کند.
فرآیندهای غیر متعارف می توانند بهره وری جوش را افزایش دهند. هنگام استفاده از یک RMD، سرعت جوش می تواند 6 تا 12 اینچ در دقیقه باشد. از آنجایی که این فرآیند بدون گرم کردن اضافی قطعات، بهره وری را افزایش می دهد، به حفظ خواص و مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ کمک می کند. کاهش حرارت ورودی فرآیند همچنین به کنترل تغییر شکل زیرلایه کمک می کند.
این فرآیند GMAW پالسی طول قوس کوتاه‌تر، مخروط‌های قوس باریک‌تر و ورودی گرمای کمتری را نسبت به انتقال پالس اسپری معمولی GMAW ارائه می‌کند. از آنجایی که فرآیند به صورت حلقه بسته است، رانش قوس و تغییرات فاصله نوک تا قطعه کار تقریباً حذف می‌شوند. این امکان کنترل گودال راحت‌تر را برای جوشکاری در محل و خارج از محل فراهم می‌کند. روش دینگ با استفاده از یک سیم و یک گاز انجام می شود و زمان تغییر فرآیند را حذف می کند.
Pipe & Tube Memphis 2022 کنفرانسی برای متخصصانی است که در فناوری جوشکاری و بدون درز کار می کنند. هیچ رویداد دیگری در آمریکای شمالی این همه رهبر خط لوله را برای به اشتراک گذاشتن تخصص گرد هم نمی آورد. آن را از دست ندهید!
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتال The Tube & Pipe Journal اکنون کاملاً در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
از دسترسی کامل به نسخه دیجیتالی STAMPING Journal، که آخرین پیشرفت های تکنولوژیکی، بهترین شیوه ها و اخبار صنعت را برای بازار مهر زنی فلزی ارائه می دهد، لذت ببرید.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator en Español، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.