स्टेनलेस स्टील के साथ काम करना आवश्यक रूप से कठिन नहीं है, लेकिन इसकी वेल्डिंग के लिए बारीकियों पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। यह हल्के स्टील या एल्यूमीनियम की तरह गर्मी को नष्ट नहीं करता है, और यदि आप इसमें बहुत अधिक गर्मी डालते हैं तो यह कुछ संक्षारण प्रतिरोध खो सकता है। सर्वोत्तम अभ्यास इसके संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखने में मदद करते हैं। छवि: मिलर इलेक्ट्रिक
स्टेनलेस स्टील का संक्षारण प्रतिरोध इसे उच्च शुद्धता वाले खाद्य और पेय, दवा, दबाव पोत और पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोगों सहित कई महत्वपूर्ण टयूबिंग अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाता है। हालांकि, यह सामग्री हल्के स्टील या एल्यूमीनियम की तरह गर्मी को नष्ट नहीं करती है, और अनुचित वेल्डिंग इसके संक्षारण प्रतिरोध को कम कर सकती है। बहुत अधिक गर्मी इनपुट लागू करना और गलत भराव धातु का उपयोग करना दो दोषी हैं।
स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग के लिए कुछ सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन करने से परिणामों को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है और यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि धातु अपने संक्षारण प्रतिरोध को बरकरार रखे। इसके अलावा, वेल्डिंग प्रक्रिया को अपग्रेड करने से गुणवत्ता से समझौता किए बिना उत्पादकता लाभ मिल सकता है।
स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग में, कार्बन सामग्री को नियंत्रित करने के लिए फिलर धातु का चयन महत्वपूर्ण है। स्टेनलेस स्टील पाइप वेल्डिंग के लिए उपयोग की जाने वाली फिलर धातुओं को वेल्ड प्रदर्शन को बढ़ाना चाहिए और आवेदन आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।
"एल" पदनाम के साथ भराव धातुओं की तलाश करें, जैसे कि ईआर308एल, क्योंकि वे कम अधिकतम कार्बन सामग्री प्रदान करते हैं जो कम कार्बन वाले स्टेनलेस स्टील मिश्र धातुओं के संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखने में मदद करते हैं। मानक भराव धातुओं के साथ कम कार्बन बेस धातु को वेल्डिंग करने से वेल्डेड जोड़ की कार्बन सामग्री बढ़ जाती है, जिससे जंग का खतरा बढ़ जाता है। "एच" के साथ चिह्नित भराव धातुओं से बचें क्योंकि ये उच्च कार्बन सामग्री प्रदान करते हैं और ऊंचे तापमान पर उच्च शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग करते समय, तत्वों के कम ट्रेस स्तर (जिन्हें अशुद्धियों के रूप में भी जाना जाता है) के साथ एक भराव धातु का चयन करना भी महत्वपूर्ण है। ये एंटीमनी, आर्सेनिक, फॉस्फोरस और सल्फर सहित भराव धातु बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल में अवशिष्ट तत्व हैं। वे सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को बहुत प्रभावित कर सकते हैं।
चूंकि स्टेनलेस स्टील गर्मी इनपुट के प्रति बहुत संवेदनशील है, संयुक्त तैयारी और उचित असेंबली भौतिक गुणों को बनाए रखने के लिए गर्मी को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। भागों के बीच अंतराल या असमान फिट के कारण, मशाल को एक ही स्थान पर अधिक समय तक रहना चाहिए और उन अंतरालों को भरने के लिए अधिक भराव धातु की आवश्यकता होती है। इससे प्रभावित क्षेत्र में गर्मी पैदा हो सकती है, जो भाग को गर्म कर सकती है। खराब फिट के कारण अंतर को पाटना और आवश्यक वेल्ड प्रवेश प्राप्त करना अधिक कठिन हो सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखें कि भाग जितना संभव हो सके स्टेनलेस स्टील में फिट हों।
इस सामग्री की सफाई भी बहुत महत्वपूर्ण है। वेल्डेड जोड़ों में बहुत कम मात्रा में संदूषण या गंदगी दोष पैदा कर सकती है जो अंतिम उत्पाद की ताकत और संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देती है। वेल्डिंग से पहले सब्सट्रेट को साफ करने के लिए, एक स्टेनलेस स्टील विशेष ब्रश का उपयोग करें जिसका उपयोग कार्बन स्टील या एल्यूमीनियम पर नहीं किया गया है।
स्टेनलेस स्टील में, संक्षारण प्रतिरोध के नुकसान का मुख्य कारण संवेदीकरण है। यह तब हो सकता है जब वेल्डिंग तापमान और शीतलन दर में बहुत अधिक उतार-चढ़ाव होता है, जिससे सामग्री की सूक्ष्म संरचना बदल जाती है।
स्टेनलेस स्टील पाइप पर यह OD वेल्ड, रूट पास के बैकफ्लशिंग के बिना GMAW और विनियमित धातु जमाव (RMD) का उपयोग करके वेल्ड किया गया है, जो दिखने और गुणवत्ता में बैकफ्लश GTAW से बने वेल्ड के समान है।
स्टेनलेस स्टील के संक्षारण प्रतिरोध का एक प्रमुख हिस्सा क्रोमियम ऑक्साइड है। लेकिन अगर वेल्ड में कार्बन सामग्री बहुत अधिक है, तो क्रोमियम कार्बाइड बनेगा। ये क्रोमियम को बांधते हैं और वांछित क्रोमियम ऑक्साइड के गठन को रोकते हैं, जो स्टेनलेस स्टील को संक्षारण प्रतिरोध देता है। यदि पर्याप्त क्रोमियम ऑक्साइड नहीं है, तो सामग्री में वांछित गुण नहीं होंगे और संक्षारण होगा।
संवेदीकरण की रोकथाम भराव धातु के चयन और गर्मी इनपुट के नियंत्रण में आती है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग के लिए कम कार्बन भराव धातु का चयन करना महत्वपूर्ण है। हालांकि, कभी-कभी कुछ अनुप्रयोगों के लिए ताकत प्रदान करने के लिए कार्बन की आवश्यकता होती है। गर्मी नियंत्रण विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है जब कम कार्बन भराव धातु एक विकल्प नहीं होते हैं।
वेल्ड और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र के ऊंचे तापमान पर रहने की मात्रा को कम करें - आमतौर पर 950 से 1,500 डिग्री फ़ारेनहाइट (500 से 800 डिग्री सेल्सियस) माना जाता है।
एक अन्य विकल्प क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण को रोकने के लिए टाइटेनियम और नाइओबियम जैसे मिश्रधातु घटकों के साथ डिज़ाइन किए गए भराव धातुओं का उपयोग करना है। क्योंकि ये घटक ताकत और कठोरता को भी प्रभावित करते हैं, इन भराव धातुओं का उपयोग सभी अनुप्रयोगों में नहीं किया जा सकता है।
रूट पास के लिए गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू) स्टेनलेस स्टील पाइप वेल्डिंग की पारंपरिक विधि है। इसमें आमतौर पर वेल्ड के पीछे ऑक्सीकरण को रोकने में मदद के लिए आर्गन के बैकफ्लशिंग की आवश्यकता होती है। हालांकि, स्टेनलेस स्टील टयूबिंग में तार वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग अधिक आम होता जा रहा है। इन अनुप्रयोगों में, यह समझना महत्वपूर्ण है कि विभिन्न परिरक्षण गैसें सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को कैसे प्रभावित करती हैं।
गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) प्रक्रिया का उपयोग करके स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग करते समय, आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड, आर्गन और ऑक्सीजन का मिश्रण, या तीन-गैस मिश्रण (हीलियम, आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड) का पारंपरिक रूप से उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, इन मिश्रणों में ज्यादातर आर्गन या हीलियम और 5% से कम कार्बन डाइऑक्साइड होता है, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड वेल्ड पूल को कार्बन प्रदान करता है और संवेदीकरण के जोखिम को बढ़ाता है। स्टेनलेस स्टील पर GMAW के लिए शुद्ध आर्गन की सिफारिश नहीं की जाती है।
स्टेनलेस स्टील के लिए फ्लक्स-कोर तार को 75% आर्गन और 25% कार्बन डाइऑक्साइड के पारंपरिक मिश्रण के साथ चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फ्लक्स में वेल्ड को दूषित करने से परिरक्षण गैस से कार्बन को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए तत्व होते हैं।
जैसे-जैसे GMAW प्रक्रियाएं विकसित हुई हैं, उन्होंने स्टेनलेस स्टील ट्यूबों और पाइपों की वेल्डिंग को सरल बना दिया है। हालांकि कुछ अनुप्रयोगों को अभी भी GTAW प्रक्रियाओं की आवश्यकता हो सकती है, उन्नत तार प्रक्रियाएं कई स्टेनलेस स्टील अनुप्रयोगों में समान गुणवत्ता और उच्च उत्पादकता प्रदान कर सकती हैं।
GMAW RMD से बने स्टेनलेस स्टील आईडी वेल्ड गुणवत्ता और उपस्थिति में संबंधित OD वेल्ड के समान होते हैं।
संशोधित शॉर्ट-सर्किट GMAW प्रक्रिया जैसे कि मिलर के रेगुलेटेड मेटल डिपोजिशन (RMD) का उपयोग करके रूट पास कुछ ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील अनुप्रयोगों में बैकफ्लशिंग को समाप्त कर देता है। RMD रूट पास के बाद स्पंदित GMAW या फ्लक्स-कोर्ड आर्क वेल्डिंग फिल और कैप पास किया जा सकता है - एक ऐसा परिवर्तन जो विशेष रूप से बड़े पाइपों पर बैक-पर्जिंग के साथ GTAW का उपयोग करने की तुलना में समय और धन बचाता है।
आरएमडी एक शांत, स्थिर चाप और वेल्ड पोखर का उत्पादन करने के लिए सटीक रूप से नियंत्रित शॉर्ट-सर्किट मेटल ट्रांसफर का उपयोग करता है। यह कोल्ड लैप्स या फ्यूजन की कमी, कम छींटे और उच्च गुणवत्ता वाले पाइप रूट पास की कम संभावना प्रदान करता है। सटीक रूप से नियंत्रित मेटल ट्रांसफर एक समान बूंद जमाव और वेल्ड पूल का आसान नियंत्रण भी प्रदान करता है और इसलिए गर्मी इनपुट और वेल्डिंग गति प्रदान करता है।
अपरंपरागत प्रक्रियाएं वेल्डिंग उत्पादकता बढ़ा सकती हैं। आरएमडी का उपयोग करते समय, वेल्डिंग की गति 6 से 12 इंच/मिनट हो सकती है। क्योंकि प्रक्रिया भागों के अतिरिक्त हीटिंग के बिना उत्पादकता बढ़ाती है, यह स्टेनलेस स्टील के गुणों और संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखने में मदद करती है। प्रक्रिया का कम ताप इनपुट सब्सट्रेट के विरूपण को नियंत्रित करने में भी मदद करता है।
यह स्पंदित GMAW प्रक्रिया पारंपरिक स्प्रे पल्स ट्रांसफर की तुलना में छोटी चाप लंबाई, संकीर्ण चाप शंकु और कम गर्मी इनपुट प्रदान करती है। चूंकि प्रक्रिया बंद-लूप है, चाप बहाव और टिप-टू-वर्कपीस दूरी भिन्नताएं लगभग समाप्त हो जाती हैं। यह इन-प्लेस और आउट-ऑफ-प्लेस वेल्डिंग के लिए आसान पोखर नियंत्रण प्रदान करता है। अंत में, रूट बीड के लिए आरएमडी के साथ भरने और कैप बीड के लिए स्पंदित GMAW को जोड़ने से वेल्डिंग प्रक्रिया को एक तार और एक गैस का उपयोग करके निष्पादित करने की अनुमति मिलती है, जिससे प्रक्रिया में बदलाव के समय को समाप्त किया जा सकता है।
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