वेल्डिंग स्टेनलेस स्टील को इसकी धातुकर्म संरचना और संबंधित भौतिक और यांत्रिक गुणों को बनाए रखने के लिए परिरक्षण गैस के चयन की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील के लिए सामान्य परिरक्षण गैस तत्वों में आर्गन, हीलियम, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन शामिल हैं (चित्र 1 देखें)। इन गैसों को अलग-अलग वितरण मोड, तार प्रकार, आधार मिश्र धातु, वांछित मनका प्रोफ़ाइल और यात्रा गति की आवश्यकताओं के अनुरूप अलग-अलग अनुपात में संयोजित किया जाता है।
स्टेनलेस स्टील की खराब तापीय चालकता और शॉर्ट-सर्किट ट्रांसफर गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) की अपेक्षाकृत "ठंडी" प्रकृति के कारण, इस प्रक्रिया के लिए "त्रि-मिश्रण" गैस की आवश्यकता होती है जिसमें 85% से 90% हीलियम (He), 10% तक आर्गन (Ar) और 2% से 5% कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) होता है। एक सामान्य ट्राइब्लेंड मिश्रण में 90% He, 7-1/2% Ar, और 2-1/2% CO2 होता है। .हीलियम की उच्च आयनीकरण क्षमता शॉर्ट सर्किट के बाद उत्पन्न होने को बढ़ावा देती है;इसकी उच्च तापीय चालकता के साथ, He का उपयोग पिघले हुए पूल की तरलता को बढ़ाता है। ट्रिमिक्स का Ar घटक वेल्ड पोखर की सामान्य परिरक्षण प्रदान करता है, जबकि CO2 चाप को स्थिर करने के लिए एक प्रतिक्रियाशील घटक के रूप में कार्य करता है (चित्र 2 देखें कि विभिन्न परिरक्षण गैसें वेल्ड बीड प्रोफाइल को कैसे प्रभावित करती हैं)।
कुछ टर्नरी मिश्रण स्टेबलाइज़र के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते हैं, जबकि अन्य समान प्रभाव प्राप्त करने के लिए He/CO2/N2 मिश्रण का उपयोग करते हैं। कुछ गैस वितरकों के पास मालिकाना गैस मिश्रण होते हैं जो वादा किए गए लाभ प्रदान करते हैं। डीलर समान प्रभाव वाले अन्य ट्रांसमिशन मोड के लिए भी इन मिश्रणों की अनुशंसा करते हैं।
निर्माताओं द्वारा की जाने वाली सबसे बड़ी गलती हल्के स्टील के समान गैस मिश्रण (75 Ar/25 CO2) के साथ GMAW स्टेनलेस स्टील को शॉर्ट-सर्किट करने की कोशिश करना है, आमतौर पर क्योंकि वे एक अतिरिक्त सिलेंडर का प्रबंधन नहीं करना चाहते हैं। परिरक्षण गैस क्रोमियम कार्बाइड बना सकती है, जो संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों को कम करती है। वेल्ड सतह पर कालिख भी दिखाई दे सकती है।
एक साइड नोट के रूप में, 300 श्रृंखला बेस मिश्र धातुओं (308, 309, 316, 347) के लिए जीएमएडब्ल्यू को छोटा करने के लिए धातुओं का चयन करते समय, निर्माताओं को एलएसआई ग्रेड का चयन करना चाहिए। एलएसआई फिलर्स में कम कार्बन सामग्री (0.02%) होती है और इसलिए विशेष रूप से अनुशंसित की जाती है जब इंटरग्रेनुलर जंग का खतरा होता है। उच्च सिलिकॉन सामग्री वेल्ड गुणों में सुधार करती है, जैसे गीलापन, वेल्ड के मुकुट को समतल करने और पैर की अंगुली पर संलयन को बढ़ावा देने में मदद करने के लिए .
शॉर्ट-सर्किट ट्रांसफर प्रक्रियाओं का उपयोग करते समय निर्माताओं को सावधानी बरतनी चाहिए। आर्क बुझाने के कारण अपूर्ण संलयन हो सकता है, जिससे प्रक्रिया महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए निम्न स्तर की हो सकती है। उच्च मात्रा स्थितियों में, यदि सामग्री अपने ताप इनपुट का समर्थन कर सकती है (≥ 1/16 इंच लगभग पल्स स्प्रे मोड का उपयोग करके वेल्डेड सबसे पतली सामग्री है), पल्स स्प्रे ट्रांसफर एक बेहतर विकल्प होगा। जहां सामग्री की मोटाई और वेल्ड स्थान इसका समर्थन करते हैं, स्प्रे ट्रांसफर GMAW को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह अधिक सुसंगत संलयन प्रदान करता है।
इन उच्च ताप अंतरण मोडों के लिए He परिरक्षण गैस की आवश्यकता नहीं होती है। 300 श्रृंखला मिश्र धातुओं के स्प्रे ट्रांसफर वेल्डिंग के लिए, एक सामान्य विकल्प 98% Ar और 2% प्रतिक्रियाशील तत्व जैसे CO2 या O2 है। कुछ गैस मिश्रण में N2 की थोड़ी मात्रा भी हो सकती है। N2 में उच्च आयनीकरण क्षमता और थर्मल चालकता होती है, जो गीलापन को बढ़ावा देती है और तेजी से यात्रा या बेहतर पारगम्यता की अनुमति देती है;यह विकृति को भी कम करता है।
स्पंदित स्प्रे स्थानांतरण GMAW के लिए, 100% Ar एक स्वीकार्य विकल्प हो सकता है। क्योंकि स्पंदित धारा चाप को स्थिर करती है, इसलिए गैस को हमेशा सक्रिय तत्वों की आवश्यकता नहीं होती है।
पिघला हुआ पूल फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (फेराइट और ऑस्टेनाइट का 50/50 अनुपात) के लिए धीमा है। इन मिश्र धातुओं के लिए, ~70% Ar/~30% He/2% CO2 जैसे गैस मिश्रण बेहतर गीलापन को बढ़ावा देंगे और यात्रा की गति को बढ़ाएंगे (चित्र 3 देखें)। इसी तरह के मिश्रण का उपयोग निकल मिश्र धातुओं को वेल्ड करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन वेल्ड सतह पर निकल ऑक्साइड बनाने का कारण बनेगा (उदाहरण के लिए, 2% CO2 या O जोड़ना) 2 ऑक्साइड सामग्री को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है, इसलिए निर्माताओं को इनसे बचना चाहिए या उन पर बहुत अधिक समय खर्च करने के लिए तैयार रहना चाहिए)।अपघर्षक क्योंकि ये ऑक्साइड इतने कठोर होते हैं कि एक तार ब्रश आमतौर पर उन्हें नहीं हटा पाएगा)।
निर्माता आउट-ऑफ-सीटू वेल्डिंग के लिए फ्लक्स-कोर्ड स्टेनलेस स्टील तारों का उपयोग करते हैं क्योंकि इन तारों में स्लैग सिस्टम एक "शेल्फ" प्रदान करता है जो वेल्ड पूल को जमने पर सहारा देता है। क्योंकि फ्लक्स संरचना CO2 के प्रभाव को कम करती है, फ्लक्स-कोर्ड स्टेनलेस स्टील तार को 75% Ar/25% CO2 और/या 100% CO2 गैस मिश्रण के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। जबकि फ्लक्स-कोर्ड तार की कीमत प्रति पाउंड अधिक हो सकती है, यह ध्यान देने योग्य है कि उच्चतर ऑल-पोजीशन वेल्डिंग गति और जमाव दर समग्र वेल्डिंग लागत को कम कर सकते हैं। इसके अलावा, फ्लक्स-कोर तार एक पारंपरिक निरंतर वोल्टेज डीसी आउटपुट का उपयोग करता है, जिससे मूल वेल्डिंग सिस्टम स्पंदित GMAW सिस्टम की तुलना में कम महंगा और कम जटिल हो जाता है।
300 और 400 श्रृंखला मिश्र धातुओं के लिए, 100% Ar गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) के लिए मानक विकल्प बना हुआ है। कुछ निकल मिश्र धातुओं के GTAW के दौरान, विशेष रूप से मशीनीकृत प्रक्रियाओं के साथ, यात्रा की गति बढ़ाने के लिए थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन (5% तक) जोड़ा जा सकता है (ध्यान दें कि कार्बन स्टील्स के विपरीत, निकल मिश्र धातुओं में हाइड्रोजन क्रैकिंग का खतरा नहीं होता है)।
वेल्डिंग सुपरडुप्लेक्स और सुपरडुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए, क्रमशः 98% Ar/2% N2 और 98% Ar/3% N2 अच्छे विकल्प हैं। लगभग 30% तक वेटेबिलिटी में सुधार करने के लिए हीलियम भी जोड़ा जा सकता है। सुपर डुप्लेक्स या सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स वेल्डिंग करते समय, लक्ष्य लगभग 50% फेराइट और 50% ऑस्टेनाइट के संतुलित माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ एक जोड़ का उत्पादन करना है। क्योंकि माइक्रोस्ट्रक्चर का गठन शीतलन दर पर निर्भर करता है, और क्योंकि टी आईजी वेल्ड पूल जल्दी ठंडा हो जाता है, 100% एआर का उपयोग करने पर अतिरिक्त फेराइट बच जाता है। जब एन2 युक्त गैस मिश्रण का उपयोग किया जाता है, तो एन2 पिघले हुए पूल में चला जाता है और ऑस्टेनाइट निर्माण को बढ़ावा देता है।
स्टेनलेस स्टील को अधिकतम संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक तैयार वेल्ड का उत्पादन करने के लिए जोड़ के दोनों किनारों की रक्षा करने की आवश्यकता होती है। पीछे की तरफ की रक्षा करने में विफलता के परिणामस्वरूप "शर्करीकरण" या व्यापक ऑक्सीकरण हो सकता है जिससे सोल्डर विफलता हो सकती है।
फिटिंग के पीछे लगातार उत्कृष्ट फिट या तंग रोकथाम के साथ तंग बट फिटिंग को समर्थन गैस की आवश्यकता नहीं हो सकती है। यहां, मुख्य मुद्दा ऑक्साइड बिल्ड-अप के कारण गर्मी प्रभावित क्षेत्र के अत्यधिक मलिनकिरण को रोकना है, जिसे तब यांत्रिक हटाने की आवश्यकता होती है। तकनीकी रूप से, यदि पीछे का तापमान 500 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक है, तो एक परिरक्षण गैस की आवश्यकता होती है। हालांकि, अधिक रूढ़िवादी दृष्टिकोण सीमा के रूप में 300 डिग्री फ़ारेनहाइट का उपयोग करना है। आदर्श रूप से, बैकिंग नीचे होनी चाहिए 30 पीपीएम ओ2। अपवाद यह है कि पूर्ण प्रवेश वेल्ड प्राप्त करने के लिए वेल्ड के पिछले हिस्से को घिसा जाएगा, पीसा जाएगा और वेल्ड किया जाएगा।
पसंद की दो सहायक गैसें N2 (सबसे सस्ती) और Ar (अधिक महंगी) हैं। छोटी असेंबलियों के लिए या जब Ar स्रोत आसानी से उपलब्ध हों, तो इस गैस का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक हो सकता है और N2 बचत के लायक नहीं है। ऑक्सीकरण को कम करने के लिए 5% तक हाइड्रोजन जोड़ा जा सकता है। विभिन्न प्रकार के वाणिज्यिक विकल्प उपलब्ध हैं, लेकिन घरेलू समर्थन और शुद्धिकरण बांध आम हैं।
10.5% या अधिक क्रोमियम मिलाने से स्टेनलेस स्टील को इसके स्टेनलेस गुण मिलते हैं। इन गुणों को बनाए रखने के लिए सही वेल्डिंग शील्डिंग गैस का चयन करने और जोड़ के पिछले हिस्से की सुरक्षा करने में अच्छी तकनीक की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील महंगा है, और इसका उपयोग करने के अच्छे कारण हैं। जब गैस को ढालने या इसके लिए भराव धातुओं को चुनने की बात आती है तो कोनों को काटने की कोशिश करने का कोई मतलब नहीं है। इसलिए, वेल्डिंग के लिए गैस और भराव धातु का चयन करते समय एक जानकार गैस वितरक और भराव धातु विशेषज्ञ के साथ काम करना हमेशा समझ में आता है। स्टेनलेस स्टील.
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