เหล็กกล้าไร้สนิมไม่จำเป็นต้องทำงานยาก แต่การเชื่อมนั้นต้องใช้ความใส่ใจในรายละเอียดอย่างระมัดระวัง มันไม่กระจายความร้อนเช่นเหล็กอ่อนหรืออลูมิเนียม และอาจสูญเสียความต้านทานการกัดกร่อนถ้าคุณใส่ความร้อนมากเกินไป แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดช่วยรักษาความต้านทานการกัดกร่อน รูปภาพ: Miller Electric
ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานท่อที่สำคัญหลายประเภท รวมถึงอาหารและเครื่องดื่มที่มีความบริสุทธิ์สูง ยา ภาชนะรับความดัน และงานปิโตรเคมี อย่างไรก็ตาม วัสดุนี้ไม่กระจายความร้อนเช่นเหล็กเหนียวหรืออะลูมิเนียม และการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนได้ การใช้ความร้อนเข้ามากเกินไปและการใช้โลหะเติมที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุสองประการ
การปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมสามารถช่วยปรับปรุงผลลัพธ์และทำให้โลหะยังคงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนไว้ได้ นอกจากนี้ การอัปเกรดกระบวนการเชื่อมยังก่อให้เกิดประโยชน์ด้านการผลิตโดยไม่ลดทอนคุณภาพ
ในการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม การเลือกโลหะตัวเติมมีความสำคัญต่อการควบคุมปริมาณคาร์บอน โลหะตัวเติมที่ใช้สำหรับการเชื่อมท่อเหล็กกล้าไร้สนิมควรเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมและตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน
มองหาโลหะตัวเติมที่มีชื่อ "L" เช่น ER308L เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูงสุดที่ต่ำกว่า ซึ่งช่วยรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิมคาร์บอนต่ำ การเชื่อมโลหะพื้นฐานที่มีคาร์บอนต่ำกับโลหะตัวเติมมาตรฐานจะเพิ่มปริมาณคาร์บอนของรอยเชื่อม เพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน หลีกเลี่ยงโลหะตัวเติมที่มีเครื่องหมาย "H" เนื่องจากโลหะตัวเติมเหล่านี้มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า และได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง
เมื่อทำการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม การเลือกโลหะตัวเติมที่มีระดับร่องรอยต่ำ (หรือที่เรียกว่าสิ่งเจือปน) ของธาตุก็มีความสำคัญเช่นกัน สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ตกค้างในวัตถุดิบที่ใช้ทำโลหะตัวเติม ซึ่งรวมถึงพลวง สารหนู ฟอสฟอรัส และกำมะถัน สิ่งเหล่านี้อาจส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุอย่างมาก
เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมไวต่อความร้อนเข้ามาก การเตรียมข้อต่อและการประกอบที่เหมาะสมจึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความร้อนเพื่อรักษาคุณสมบัติของวัสดุ เนื่องจากช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนหรือความพอดีที่ไม่สม่ำเสมอ คบเพลิงจึงต้องอยู่ในตำแหน่งเดียวนานขึ้น และต้องใช้โลหะเติมมากขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างเหล่านั้น ซึ่งอาจก่อให้เกิดความร้อนสะสมในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนร้อนเกินไป การพอดีที่ไม่ดียังทำให้เชื่อมช่องว่างได้ยากขึ้นและได้รับการเจาะเชื่อมที่จำเป็น ดูแลเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนต่างๆ เป็นไปได้
ความสะอาดของวัสดุนี้ก็มีความสำคัญมากเช่นกัน การปนเปื้อนหรือสิ่งสกปรกในปริมาณเล็กน้อยในรอยเชื่อมอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ลดความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในการทำความสะอาดพื้นผิวก่อนการเชื่อม ให้ใช้แปรงพิเศษสแตนเลสที่ไม่ได้ใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนหรืออะลูมิเนียม
ในเหล็กกล้าไร้สนิม การเกิดอาการแพ้เป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียความต้านทานการกัดกร่อน ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่ออุณหภูมิในการเชื่อมและอัตราการเย็นตัวผันผวนมากเกินไป การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ
การเชื่อม OD นี้บนท่อเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งเชื่อมโดยใช้ GMAW และการสะสมตัวของโลหะที่มีการควบคุม (RMD) โดยไม่มีการไหลย้อนกลับของรูทพาส มีลักษณะและคุณภาพที่คล้ายคลึงกับการเชื่อมที่ทำด้วย GTAW แบบแบ็คฟลัช
ส่วนสำคัญของการต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมคือโครเมียมออกไซด์ แต่ถ้าปริมาณคาร์บอนในรอยเชื่อมสูงเกินไป โครเมียมคาร์ไบด์จะก่อตัวขึ้น สิ่งเหล่านี้จะยึดเกาะโครเมียมและป้องกันไม่ให้เกิดโครเมียมออกไซด์ที่ต้องการ ซึ่งจะทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมทนทานต่อการกัดกร่อน หากมีโครเมียมออกไซด์ไม่เพียงพอ วัสดุจะไม่มีคุณสมบัติที่ต้องการและการกัดกร่อนจะเกิดขึ้น
การป้องกันการเกิดอาการแพ้ขึ้นอยู่กับการเลือกโลหะตัวเติมและการควบคุมความร้อนเข้า ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การเลือกโลหะตัวเติมคาร์บอนต่ำสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นสิ่งสำคัญ อย่างไรก็ตาม บางครั้งจำเป็นต้องใช้คาร์บอนเพื่อให้ความแข็งแรงสำหรับการใช้งานบางอย่าง การควบคุมความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อโลหะตัวเติมคาร์บอนต่ำไม่ใช่ทางเลือก
ลดระยะเวลาที่รอยเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนยังคงอยู่ที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะถือว่าอยู่ที่ 950 ถึง 1,500 องศาฟาเรนไฮต์ (500 ถึง 800 องศาเซลเซียส) ยิ่งใช้เวลาบัดกรีในช่วงนี้น้อยลงเท่าใด ความร้อนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ตรวจสอบและสังเกตอุณหภูมิของรอยเชื่อมเสมอในขั้นตอนการบัดกรีแอปพลิเคชัน
อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้โลหะตัวเติมที่ออกแบบด้วยส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสม เช่น ไททาเนียมและไนโอเบียม เพื่อป้องกันการเกิดโครเมียมคาร์ไบด์ เนื่องจากส่วนประกอบเหล่านี้ส่งผลต่อความแข็งแรงและความเหนียวด้วย จึงไม่สามารถใช้โลหะตัวเติมเหล่านี้ได้ในทุกการใช้งาน
การเชื่อมอาร์คด้วยแก๊สทังสเตน (GTAW) สำหรับการผ่านรูทเป็นวิธีดั้งเดิมในการเชื่อมท่อเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งโดยปกติแล้วจะต้องมีการแบ็คฟลัชของอาร์กอนเพื่อช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่ด้านหลังของแนวเชื่อม อย่างไรก็ตาม การใช้กระบวนการเชื่อมลวดในท่อเหล็กกล้าไร้สนิมมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ในการใช้งานเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าก๊าซป้องกันต่าง ๆ ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุอย่างไร
เมื่อทำการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมโดยใช้กระบวนการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (GMAW) จะใช้อาร์กอนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนผสมของอาร์กอนและออกซิเจน หรือส่วนผสมของก๊าซสามชนิด (ฮีเลียม อาร์กอน และคาร์บอนไดออกไซด์) โดยปกติแล้ว สารผสมเหล่านี้ประกอบด้วยอาร์กอนหรือฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่และมีคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่า 5% เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์จะปล่อยคาร์บอนให้กับบ่อเชื่อมและเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดอาการแพ้ ไม่แนะนำให้ใช้อาร์กอนบริสุทธิ์สำหรับ GMAW บนเหล็กกล้าไร้สนิม
ลวดฟลักซ์คอร์สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยส่วนผสมดั้งเดิมของอาร์กอน 75% และคาร์บอนไดออกไซด์ 25% ฟลักซ์ประกอบด้วยส่วนผสมที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้คาร์บอนจากก๊าซป้องกันปนเปื้อนบนรอยเชื่อม
เนื่องจากกระบวนการ GMAW มีการพัฒนา ทำให้การเชื่อมท่อเหล็กกล้าไร้สนิมง่ายขึ้น แม้ว่าการใช้งานบางอย่างอาจยังต้องใช้กระบวนการ GTAW แต่กระบวนการลวดขั้นสูงสามารถให้คุณภาพที่ใกล้เคียงกันและผลผลิตที่สูงกว่าในการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมหลายชนิด
รอยเชื่อม ID เหล็กกล้าไร้สนิมที่ทำด้วย GMAW RMD มีคุณภาพและรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกันกับรอยเชื่อม OD ที่สอดคล้องกัน
การรูตพาสโดยใช้กระบวนการ GMAW แบบลัดวงจรที่ปรับปรุงแล้ว เช่น การสะสมของโลหะควบคุมของมิลเลอร์ (RMD) ช่วยลดการไหลย้อนกลับในการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มออสเทนนิติกบางประเภท การรูตพาส RMD สามารถตามด้วย GMAW แบบพัลซิ่งหรือการเชื่อมอาร์คแบบฟลักซ์คอร์ เติมและผ่านฝาปิด ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ช่วยประหยัดเวลาและเงินเมื่อเทียบกับการใช้ GTAW ด้วยการล้างกลับ โดยเฉพาะในท่อขนาดใหญ่​
RMD ใช้การถ่ายโอนโลหะลัดวงจรที่ควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อสร้างส่วนโค้งที่นิ่งและมั่นคงและแอ่งน้ำเชื่อม ซึ่งช่วยให้มีโอกาสเกิดรอบเย็นหรือขาดฟิวชันน้อยลง สะเก็ดน้อยลง และรูตท่อคุณภาพสูงขึ้น การถ่ายโอนโลหะที่ควบคุมอย่างแม่นยำยังให้หยดละอองที่สม่ำเสมอและควบคุมบ่อเชื่อมได้ง่ายขึ้น ดังนั้นจึงป้อนความร้อนและความเร็วการเชื่อม
กระบวนการที่แปลกใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมได้ เมื่อใช้ RMD ความเร็วในการเชื่อมสามารถอยู่ที่ 6 ถึง 12 นิ้ว/นาที เนื่องจากกระบวนการนี้ช่วยเพิ่มผลผลิตโดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติมกับชิ้นส่วน จึงช่วยรักษาคุณสมบัติและความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส การป้อนความร้อนที่ลดลงของกระบวนการยังช่วยควบคุมการเสียรูปของพื้นผิว
กระบวนการ GMAW แบบพัลซิ่งนี้ให้ความยาวส่วนโค้งที่สั้นกว่า กรวยส่วนโค้งที่แคบกว่า และอินพุตความร้อนที่น้อยกว่าการถ่ายโอนพัลส์แบบสเปรย์ทั่วไป เนื่องจากกระบวนการเป็นแบบวงปิด การเบี่ยงเบนของส่วนโค้งและระยะทางจากปลายถึงชิ้นงานจึงแทบไม่มีเลย สิ่งนี้ทำให้การควบคุมแอ่งน้ำง่ายขึ้นสำหรับการเชื่อมแบบในสถานที่และนอกสถานที่ ท้ายที่สุด การมีเพศสัมพันธ์แบบพัลซิ่ง GMAW สำหรับการเติมและ cap bead ด้วย RMD สำหรับรูทบีดช่วยให้ขั้นตอนการเชื่อมดำเนินการโดยใช้ลวดเส้นเดียวและก๊าซเดียว ทำให้ไม่ต้องเปลี่ยนกระบวนการ ครั้ง.
Pipe & Tube Memphis 2022 เป็นการประชุมสำหรับมืออาชีพที่ทำงานในเทคโนโลยีไร้รอยต่อและการเชื่อม ไม่มีงานอื่นใดในอเมริกาเหนือที่รวบรวมผู้นำท่อจำนวนมากเพื่อแบ่งปันความเชี่ยวชาญ อย่าพลาด!
ขณะนี้สามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มที่ เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ทำให้เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มที่ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวอุตสาหกรรมสำหรับตลาดปั๊มโลหะ
ขณะนี้สามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มที่ เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย