لا يعد العمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا صعبًا بالضرورة، ولكن لحامه يتطلب عناية فائقة بالتفاصيل. فهو لا يبدد الحرارة مثل الفولاذ الصلب أو الألومنيوم، وقد يفقد بعض مقاومة التآكل إذا وضعت فيه الكثير من الحرارة. تساعد أفضل الممارسات في الحفاظ على مقاومته للتآكل. الصورة: Miller Electric
إن مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل تجعله خيارًا جذابًا للعديد من تطبيقات الأنابيب الحرجة، بما في ذلك الأغذية والمشروبات عالية النقاء، والأدوية، وأوعية الضغط، وتطبيقات البتروكيماويات. ومع ذلك، فإن هذه المادة لا تبدد الحرارة مثل الفولاذ الصلب أو الألومنيوم، ويمكن أن يؤدي اللحام غير السليم إلى تقليل مقاومتها للتآكل. إن تطبيق الكثير من الحرارة واستخدام معدن الحشو الخاطئ هما السببان الرئيسيان.
إن اتباع بعض أفضل الممارسات في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يساعد في تحسين النتائج وضمان احتفاظ المعدن بمقاومته للتآكل. بالإضافة إلى ذلك، فإن ترقية عملية اللحام يمكن أن تحقق فوائد الإنتاجية دون المساس بالجودة.
في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، يعد اختيار المعدن الحشو أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في محتوى الكربون. يجب أن تعمل المعادن الحشو المستخدمة في لحام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ على تعزيز أداء اللحام وتلبية متطلبات التطبيق.
ابحث عن معادن الحشو التي تحمل علامة "L"، مثل ER308L، لأنها توفر محتوى كربون أقصى أقل يساعد في الحفاظ على مقاومة التآكل لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ منخفضة الكربون. يؤدي لحام معدن أساسي منخفض الكربون باستخدام معادن الحشو القياسية إلى زيادة محتوى الكربون في المفصل الملحوم، مما يزيد من خطر التآكل. تجنب معادن الحشو التي تحمل علامة "H" لأنها توفر محتوى كربون أعلى وهي مصممة للتطبيقات التي تتطلب قوة أعلى في درجات حرارة مرتفعة.
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، من المهم أيضًا اختيار معدن حشو يحتوي على مستويات منخفضة من العناصر (المعروفة أيضًا باسم الشوائب). هذه هي العناصر المتبقية في المواد الخام المستخدمة في صنع المعادن الحشو، بما في ذلك الأنتيمون والزرنيخ والفوسفور والكبريت. يمكن أن تؤثر بشكل كبير على مقاومة التآكل للمادة.
نظرًا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ حساس جدًا لمدخلات الحرارة، فإن تحضير الوصلات والتجميع المناسب يلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في الحرارة للحفاظ على خصائص المواد. بسبب الفجوات بين الأجزاء أو الملاءمة غير المتساوية، يجب أن يبقى الشعلة في مكان واحد لفترة أطول ويتطلب الأمر المزيد من المعدن الحشو لملء تلك الفجوات. يمكن أن يتسبب هذا في تراكم الحرارة في المنطقة المصابة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجزء. يمكن أن يؤدي الملاءمة السيئة أيضًا إلى زيادة صعوبة سد الفجوة والحصول على اختراق اللحام اللازم. احرص على التأكد من أن الأجزاء تتناسب مع الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل مثالي قدر الإمكان.
نظافة هذه المادة مهمة جدًا أيضًا. يمكن أن تتسبب كميات صغيرة جدًا من التلوث أو الأوساخ في المفاصل الملحومة في حدوث عيوب تقلل من قوة المنتج النهائي ومقاومته للتآكل. لتنظيف الركيزة قبل اللحام، استخدم فرشاة خاصة من الفولاذ المقاوم للصدأ لم يتم استخدامها على الفولاذ الكربوني أو الألومنيوم.
في الفولاذ المقاوم للصدأ، يعتبر التحسس هو السبب الرئيسي لفقدان مقاومة التآكل. يمكن أن يحدث هذا عندما تتقلب درجة حرارة اللحام ومعدل التبريد كثيرًا، مما يؤدي إلى تغيير البنية الدقيقة للمادة.
هذا اللحام OD على أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ، ملحوم باستخدام GMAW وترسيب المعادن المنظم (RMD) دون التنظيف الخلفي للممر الجذري، يشبه في المظهر والجودة اللحامات المصنوعة باستخدام GTAW التنظيف الخلفي.
يعد أكسيد الكروم جزءًا أساسيًا من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. ولكن إذا كان محتوى الكربون في اللحام مرتفعًا جدًا، فسوف يتشكل كربيد الكروم. يرتبط هذا بالكروم ويمنع تكوين أكسيد الكروم المطلوب، مما يعطي الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة للتآكل. إذا لم يكن هناك ما يكفي من أكسيد الكروم، فلن تحتوي المادة على الخصائص المطلوبة وسيحدث التآكل.
تعتمد الوقاية من التحسس على اختيار المعدن الحشو والتحكم في مدخلات الحرارة. وكما ذكرنا سابقًا، من المهم اختيار معدن حشو منخفض الكربون للحام الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، يلزم الكربون في بعض الأحيان لتوفير القوة لتطبيقات معينة. يعد التحكم في الحرارة مهمًا بشكل خاص عندما لا تكون معادن الحشو منخفضة الكربون خيارًا.
تقليل مقدار الوقت الذي تظل فيه منطقة اللحام والحرارة المتأثرة في درجات حرارة مرتفعة - والتي تعتبر عادة من 950 إلى 1500 درجة فهرنهايت (500 إلى 800 درجة مئوية). كلما قل الوقت الذي يقضيه اللحام في هذا النطاق، قلّت الحرارة التي يولدها. تحقق دائمًا وراقب درجة حرارة التداخل في إجراء اللحام بالتطبيق.
هناك خيار آخر وهو استخدام معادن الحشو المصممة بمكونات السبائك مثل التيتانيوم والنيوبيوم لمنع تكوين كربيد الكروم. ونظرًا لأن هذه المكونات تؤثر أيضًا على القوة والصلابة، فلا يمكن استخدام معادن الحشو هذه في جميع التطبيقات.
لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW) للممر الجذري هو الطريقة التقليدية لحام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا يتطلب عادة التنظيف العكسي للأرجون للمساعدة في منع الأكسدة على الجانب الخلفي من اللحام. ومع ذلك، فإن استخدام عمليات اللحام السلكي في أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ أصبح أكثر وأكثر شيوعًا. في هذه التطبيقات، من المهم فهم كيفية تأثير غازات الحماية المختلفة على مقاومة التآكل للمادة.
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام عملية لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW)، يتم استخدام الأرجون وثاني أكسيد الكربون، أو خليط من الأرجون والأكسجين، أو خليط من ثلاثة غازات (الهيليوم والأرجون وثاني أكسيد الكربون) بشكل تقليدي. عادةً، تحتوي هذه الخلطات في الغالب على الأرجون أو الهيليوم وأقل من 5% من ثاني أكسيد الكربون، حيث يوفر ثاني أكسيد الكربون الكربون لحوض اللحام ويزيد من خطر التحسس. لا ينصح باستخدام الأرجون النقي لعملية لحام القوس المعدني بالغاز على الفولاذ المقاوم للصدأ.
تم تصميم السلك المغطى بالتدفق للفولاذ المقاوم للصدأ للعمل بمزيج تقليدي من 75% أرجون و25% ثاني أكسيد الكربون. يحتوي التدفق على مكونات مصممة لمنع الكربون الموجود في غاز الحماية من تلويث اللحام.
مع تطور عمليات GMAW، فقد أصبحت عملية لحام الأنابيب والوصلات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مبسطة. وفي حين أن بعض التطبيقات قد تتطلب عمليات GTAW، فإن عمليات الأسلاك المتقدمة يمكن أن توفر جودة مماثلة وإنتاجية أعلى في العديد من تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ.
إن اللحامات الداخلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام GMAW RMD تشبه في الجودة والمظهر اللحامات الخارجية المقابلة.
يؤدي تمرير الجذر باستخدام عملية GMAW قصيرة الدائرة المعدلة مثل الترسيب المعدني المنظم لميلر (RMD) إلى التخلص من التنظيف العكسي في بعض تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يمكن متابعة تمرير الجذر RMD بواسطة GMAW النبضي أو اللحام القوسي المجوف وملء الغطاء - وهو تغيير يوفر الوقت والمال مقارنة باستخدام GTAW مع التطهير العكسي، وخاصة على الأنابيب الأكبر حجمًا.
تستخدم تقنية RMD نقل المعادن ذات الدائرة القصيرة التي يتم التحكم فيها بدقة لإنتاج قوس لحام هادئ ومستقر وبركة لحام. وهذا يوفر فرصة أقل لللفائف الباردة أو نقص الاندماج، ورذاذ أقل وممر جذر أنبوب عالي الجودة. كما يوفر نقل المعادن الذي يتم التحكم فيه بدقة أيضًا ترسبًا موحدًا للقطرات وتحكمًا أسهل في بركة اللحام وبالتالي إدخال الحرارة وسرعة اللحام.
يمكن أن تزيد العمليات غير التقليدية من إنتاجية اللحام. عند استخدام RMD، يمكن أن تكون سرعة اللحام من 6 إلى 12 بوصة/دقيقة. نظرًا لأن العملية تزيد الإنتاجية دون تسخين إضافي للأجزاء، فإنها تساعد في الحفاظ على خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ ومقاومته للتآكل. يساعد انخفاض مدخلات الحرارة في العملية أيضًا على التحكم في تشوه الركيزة.
توفر عملية GMAW النبضية هذه أطوال قوس أقصر، ومخاريط قوس أضيق ومدخلات حرارية أقل من نقل النبضات الرش التقليدية. ونظرًا لأن العملية عبارة عن حلقة مغلقة، يتم القضاء على انجراف القوس واختلافات مسافة الطرف إلى قطعة العمل تقريبًا. وهذا يوفر تحكمًا أسهل في البرك من أجل اللحام في مكانه وخارجه. وأخيرًا، يسمح اقتران GMAW النبضي لخرز التعبئة والغطاء مع RMD لخرز الجذر بإجراء عملية اللحام باستخدام سلك واحد وغاز واحد، مما يلغي أوقات تغيير العملية.
أصبحت مجلة Tube & Pipe Journal أول مجلة مخصصة لخدمة صناعة الأنابيب المعدنية في عام 1990. واليوم، تظل المجلة الوحيدة في أمريكا الشمالية المخصصة للصناعة وأصبحت المصدر الأكثر ثقة للمعلومات لمحترفي الأنابيب.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The FABRICATOR، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبحت النسخة الرقمية من مجلة The Tube & Pipe Journal متاحة الآن بشكل كامل، مما يوفر سهولة الوصول إلى الموارد الصناعية القيمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.