ماشینکاری فولاد ضد زنگ لزوماً دشوار نیست، اما هنگام جوشکاری به توجه ویژه به جزئیات نیاز دارد.

ماشینکاری فولاد ضد زنگ لزوماً دشوار نیست، اما هنگام جوشکاری به توجه ویژه به جزئیات نیاز دارد.مانند فولاد ملایم یا آلومینیوم گرما را از بین نمی برد و اگر بیش از حد گرم شود مقداری از مقاومت در برابر خوردگی خود را از دست می دهد.بهترین روش ها به حفظ مقاومت در برابر خوردگی آن کمک می کند.تصویر: میلر الکتریک
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ آن را به گزینه ای جذاب برای بسیاری از کاربردهای لوله کشی مهم از جمله مواد غذایی و نوشیدنی با خلوص بالا، داروها، مخازن تحت فشار و پتروشیمی تبدیل می کند.با این حال، این ماده مانند فولاد ملایم یا آلومینیوم گرما را از بین نمی برد و تکنیک های جوشکاری نامناسب می تواند مقاومت در برابر خوردگی آن را کاهش دهد.اعمال حرارت زیاد و استفاده از فلز پرکننده اشتباه دو مقصر هستند.
رعایت برخی از بهترین روش های جوشکاری فولاد ضد زنگ می تواند به بهبود نتایج کمک کند و از حفظ مقاومت در برابر خوردگی فلز اطمینان حاصل کند.علاوه بر این، ارتقاء فرآیندهای جوشکاری می تواند بهره وری را بدون کاهش کیفیت افزایش دهد.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، انتخاب فلز پرکننده برای کنترل محتوای کربن بسیار مهم است.فلز پرکننده مورد استفاده برای جوش لوله فولادی ضد زنگ باید عملکرد جوشکاری را بهبود بخشد و الزامات عملکرد را برآورده کند.
به دنبال فلزات پرکننده با نام "L" مانند ER308L باشید زیرا آنها حداکثر محتوای کربن کمتری را ارائه می دهند که به حفظ مقاومت خوردگی در آلیاژهای فولاد ضد زنگ کم کربن کمک می کند.جوشکاری مواد کم کربن با فلزات پرکننده استاندارد، محتوای کربن جوش را افزایش می دهد و در نتیجه خطر خوردگی را افزایش می دهد.از فلزات پرکننده «H» اجتناب کنید زیرا محتوای کربن بالاتری دارند و برای کاربردهایی در نظر گرفته شده‌اند که به استحکام بالاتر در دماهای بالا نیاز دارند.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، همچنین مهم است که فلز پرکننده ای را انتخاب کنید که دارای عناصر کمیاب باشد (همچنین به عنوان آشغال شناخته می شود).اینها عناصر باقیمانده از مواد خام مورد استفاده برای ساخت فلزات پرکننده هستند و شامل آنتیموان، آرسنیک، فسفر و گوگرد می باشند.آنها می توانند به طور قابل توجهی بر مقاومت در برابر خوردگی مواد تأثیر بگذارند.
از آنجایی که فولاد ضد زنگ به حرارت ورودی بسیار حساس است، آماده سازی اتصالات و مونتاژ مناسب نقش کلیدی در مدیریت گرما برای حفظ خواص مواد دارد.شکاف بین قطعات یا تناسب ناهموار نیاز دارد که مشعل بیشتر در یک مکان بماند و فلز پرکننده بیشتری برای پر کردن این شکاف ها مورد نیاز است.این باعث ایجاد گرما در ناحیه آسیب دیده می شود و باعث گرم شدن بیش از حد قطعه می شود.نصب نادرست نیز می تواند بستن شکاف ها و رسیدن به نفوذ مورد نیاز جوش را دشوار کند.ما مطمئن شده ایم که قطعات تا حد ممکن به فولاد ضد زنگ نزدیک می شوند.
خلوص این ماده نیز بسیار مهم است.حتی کوچکترین آلودگی یا کثیفی در جوش می تواند منجر به نقص هایی شود که استحکام و مقاومت در برابر خوردگی محصول نهایی را کاهش می دهد.برای تمیز کردن فلز پایه قبل از جوشکاری، از برس مخصوص فولاد ضد زنگ استفاده کنید که برای فولاد کربن یا آلومینیوم استفاده نشده است.
در فولادهای زنگ نزن، حساس شدن عامل اصلی کاهش مقاومت در برابر خوردگی است.این زمانی اتفاق می‌افتد که دمای جوش و سرعت سرد شدن بیش از حد نوسان می‌کند و در نتیجه ریزساختار ماده تغییر می‌کند.
این جوش خارجی روی لوله فولادی زنگ نزن با GMAW و اسپری فلزی کنترل شده (RMD) جوش داده شد و جوش ریشه به صورت بک فلاش نبود و از نظر ظاهر و کیفیت شبیه به جوش بک فلاش GTAW بود.
بخش مهمی از مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ، اکسید کروم است.اما اگر محتوای کربن در جوش خیلی زیاد باشد، کاربیدهای کروم تشکیل می شوند.آنها کروم را متصل می کنند و از تشکیل اکسید کروم لازم جلوگیری می کنند که فولاد ضد زنگ را در برابر خوردگی مقاوم می کند.بدون اکسید کروم کافی، مواد خواص مورد نظر را نخواهد داشت و خوردگی رخ می دهد.
جلوگیری از ایجاد حساسیت به انتخاب فلز پرکننده و کنترل گرمای ورودی بستگی دارد.همانطور که قبلا ذکر شد، انتخاب یک فلز پرکننده با محتوای کربن کم هنگام 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 که فلزات پرکننده کم کربن مناسب نیستند، مهم است.
زمان قرار گرفتن جوش و HAZ در دماهای بالا، معمولاً 950 تا 1500 درجه فارنهایت (500 تا 800 درجه سانتیگراد) را به حداقل برسانید.هر چه زمان کمتری برای لحیم کاری در این محدوده صرف کنید، گرمای کمتری تولید خواهید کرد.همیشه دمای بین پاسی را در روش جوشکاری مورد استفاده بررسی و رعایت کنید.
گزینه دیگر استفاده از فلزات پرکننده با اجزای آلیاژی مانند تیتانیوم و نیوبیم برای جلوگیری از تشکیل کاربیدهای 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 ریشه با استفاده از جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) یک روش سنتی برای جوشکاری لوله های فولادی ضد زنگ است.معمولاً برای جلوگیری از اکسیداسیون در قسمت زیرین جوش به یک بک فلاش آرگون نیاز دارد.با این حال، برای لوله ها و لوله های فولادی ضد زنگ، استفاده از فرآیندهای جوشکاری سیم رایج تر می شود.در این موارد، مهم است که بدانیم چگونه گازهای محافظ مختلف بر مقاومت در برابر خوردگی مواد تأثیر می‌گذارند.
جوشکاری قوس گازی (GMAW) فولاد ضد زنگ به طور سنتی از آرگون و دی اکسید کربن، مخلوطی از آرگون و اکسیژن یا مخلوط سه گاز (هلیوم، آرگون و دی اکسید کربن) استفاده می کند.به طور معمول، این مخلوط ها عمدتاً از آرگون یا هلیوم با کمتر از 5٪ دی اکسید کربن تشکیل شده اند، زیرا دی اکسید کربن می تواند کربن را وارد حمام مذاب کند و خطر حساسیت را افزایش دهد.آرگون خالص برای فولاد ضد زنگ GMAW توصیه نمی شود.
سیم مغزی برای فولاد ضد زنگ برای استفاده با مخلوط سنتی 75 درصد آرگون و 25 درصد دی اکسید کربن طراحی شده است.فلاکس ها حاوی موادی هستند که برای جلوگیری از آلودگی جوش توسط کربن از گاز محافظ طراحی شده اند.
با تکامل فرآیندهای GMAW، جوش دادن لوله‌ها و لوله‌های فولادی ضد زنگ آسان‌تر شد.در حالی که برخی از برنامه ها ممکن است هنوز به فرآیند GTAW نیاز داشته باشند، پردازش سیم پیشرفته می تواند کیفیت مشابه و بهره وری بالاتر را در بسیاری از کاربردهای فولاد ضد زنگ ارائه دهد.
جوش های فولاد ضد زنگ ID ساخته شده با GMAW RMD از نظر کیفیت و ظاهر شبیه به جوش های OD مربوطه هستند.
روت گذرها با استفاده از یک فرآیند اتصال کوتاه اصلاح شده GMAW مانند رسوب فلز کنترل شده میلر (RMD) باعث از بین رفتن پسرفت در برخی از کاربردهای فولاد زنگ نزن آستنیتی می شود.پاس ریشه RMD را می توان با GMAW پالسی یا جوش قوس دار با شار برای پر کردن و بستن پاس دنبال کرد، گزینه ای که در مقایسه با GTAW بک فلاش، به خصوص در لوله های بزرگتر، در زمان و هزینه صرفه جویی می کند.
RMD از انتقال فلز اتصال کوتاه کنترل شده برای ایجاد قوس و حوضچه جوش بی صدا و پایدار استفاده می کند.این امر احتمال لپ های سرد یا عدم همجوشی را کاهش می دهد، پاشش را کاهش می دهد و کیفیت ریشه لوله را بهبود می بخشد.انتقال دقیق فلزات کنترل شده همچنین رسوب یکنواخت قطرات و کنترل راحت تر حوضچه جوش را تضمین می کند و در نتیجه حرارت ورودی و سرعت جوش را کنترل می کند.
فرآیندهای غیر سنتی می توانند بهره وری جوشکاری را بهبود بخشند.هنگام استفاده از RMD می توان سرعت جوش را از 6 تا 12 ipm تغییر داد.از آنجایی که این فرآیند بدون گرم کردن اضافی قطعه، عملکرد را بهبود می بخشد، به حفظ عملکرد و مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ کمک می کند.کاهش حرارت ورودی فرآیند نیز به کنترل تغییر شکل بستر کمک می کند.
این فرآیند GMAW پالسی طول قوس کوتاه‌تر، مخروط‌های قوس باریک‌تر و ورودی گرمای کمتری نسبت به جت پالسی معمولی ارائه می‌دهد.از آنجایی که فرآیند بسته است، رانش قوس و نوسانات در فاصله از نوک تا محل کار عملا حذف می شود.این امر کنترل حوضچه جوش را هم هنگام جوشکاری در محل و هم هنگام جوشکاری در خارج از محل کار ساده می کند.در نهایت، ترکیب GMAW پالسی برای پر کردن و بستن پاس ها با RMD برای پاس ریشه اجازه می دهد تا فرآیندهای جوشکاری با یک سیم و یک گاز انجام شود و زمان تغییر فرآیند کاهش یابد.
Tube & Pipe Journal در سال 1990 به عنوان اولین مجله اختصاص داده شده به صنعت لوله های فلزی راه اندازی شد.امروزه، این تنها نشریه صنعتی در آمریکای شمالی است و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان لوله‌سازی تبدیل شده است.
دسترسی دیجیتالی کامل به FABRICATOR اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
اکنون دسترسی دیجیتالی کامل به The Tube & Pipe Journal در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
از دسترسی دیجیتالی کامل به STAMPING Journal، مجله بازار مهر و موم فلزی با آخرین پیشرفت‌های تکنولوژیکی، بهترین شیوه‌ها و اخبار صنعت لذت ببرید.
دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator en Español اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
مربی جوش و هنرمند شان فلوتمن به پادکست فابریکاتور در FABTECH 2022 در آتلانتا برای گفتگوی زنده پیوست…