این خیلی خوب به نظر می‌رسد که باورکردنی نباشد، پس مشکل چیست؟ معمولاً برای ساخت تقریباً هر چیزی از یکی از بیش از ۱۵۰ نوع فولاد ضد زنگ، جوشکاری لازم است. جوشکاری فولاد ضد زنگ یک کار پیچیده است. برخی از این مسائل شامل وجود اکسید کروم، نحوه کنترل ورودی گرما، نوع فرآیند جوشکاری، نحوه کار با کروم شش ظرفیتی و نحوه انجام صحیح آن است.
با وجود دشواری‌های جوشکاری و پرداخت این ماده، فولاد ضد زنگ همچنان محبوب و گاهی تنها گزینه برای بسیاری از صنایع است. دانستن نحوه استفاده ایمن از آن و زمان استفاده از هر فرآیند جوشکاری برای جوشکاری موفق بسیار مهم است. این می‌تواند کلید یک حرفه موفق باشد.
پس چرا جوشکاری فولاد ضد زنگ چنین کار دشواری است؟ پاسخ با نحوه ایجاد آن شروع می‌شود. فولاد نرم، که به عنوان فولاد ملایم نیز شناخته می‌شود، با حداقل 10.5٪ کروم مخلوط می‌شود تا فولاد ضد زنگ تولید شود. کروم اضافه شده لایه‌ای از اکسید کروم را روی سطح فولاد تشکیل می‌دهد که از بیشتر انواع خوردگی و زنگ زدگی جلوگیری می‌کند. تولیدکنندگان مقادیر مختلفی از کروم و سایر عناصر را به فولاد اضافه می‌کنند تا کیفیت محصول نهایی را تغییر دهند و سپس از یک سیستم سه رقمی برای تمایز درجات استفاده می‌کنند.
فولادهای ضد زنگ رایج شامل 304 و 316 هستند. ارزان‌ترین آنها 304 است که حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است و در همه چیز از تزئینات خودرو گرفته تا لوازم آشپزخانه استفاده می‌شود. فولاد ضد زنگ 316 حاوی کروم کمتر (16٪) و نیکل بیشتر (10٪) است، اما همچنین حاوی 2٪ مولیبدن است. این ترکیب به فولاد ضد زنگ 316 مقاومت بیشتری در برابر کلریدها و محلول‌های کلر می‌دهد و آن را به بهترین انتخاب برای محیط‌های دریایی و صنایع شیمیایی و دارویی تبدیل می‌کند.
یک لایه اکسید کروم می‌تواند کیفیت فولاد ضد زنگ را تضمین کند، اما این چیزی است که جوشکاران را بسیار ناراحت می‌کند. این مانع مفید، کشش سطحی فلز را افزایش می‌دهد و تشکیل حوضچه جوش مایع را کند می‌کند. یک اشتباه رایج، افزایش ورودی گرما است، زیرا گرمای بیشتر، سیالیت حوضچه را افزایش می‌دهد. با این حال، این می‌تواند بر فولاد ضد زنگ تأثیر منفی بگذارد. گرمای بیش از حد می‌تواند باعث اکسیداسیون بیشتر و تاب برداشتن یا سوختن فلز پایه شود. این امر در ترکیب با ورق‌های فلزی مورد استفاده در صنایع بزرگ مانند اگزوز خودرو، به یک اولویت اصلی تبدیل می‌شود.
گرما مقاومت خوردگی فولاد ضد زنگ را به طور کامل از بین می‌برد. وقتی جوش یا منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) اطراف آن به رنگ رنگین‌کمانی در می‌آید، از گرمای بیش از حد استفاده می‌شود. فولاد ضد زنگ اکسید شده رنگ‌های شگفت‌انگیزی از طلایی کم‌رنگ تا آبی تیره و بنفش ایجاد می‌کند. این رنگ‌ها تصویر زیبایی ایجاد می‌کنند، اما ممکن است نشان‌دهنده جوش‌هایی باشند که ممکن است برخی از الزامات جوشکاری را برآورده نکنند. دقیق‌ترین مشخصات، رنگ‌آمیزی جوش را دوست ندارند.
به طور کلی پذیرفته شده است که جوشکاری قوس تنگستن با محافظ گاز (GTAW) برای فولاد ضد زنگ مناسب ترین روش است. از نظر تاریخی، این موضوع به طور کلی صادق بوده است. این موضوع هنوز هم صادق است وقتی که سعی می کنیم آن رنگ های جسورانه را به بافت هنری بیاوریم تا بالاترین استانداردهای کیفیت را در صنایعی مانند انرژی هسته ای و هوافضا رعایت کنیم. با این حال، فناوری جوشکاری اینورتر مدرن، جوشکاری قوس فلزی با گاز (GMAW) را به استانداردی برای تولید فولاد ضد زنگ تبدیل کرده است، نه فقط برای سیستم های خودکار یا رباتیک.
از آنجایی که GMAW یک فرآیند تغذیه سیم نیمه اتوماتیک است، نرخ رسوب بالایی را فراهم می‌کند که به کاهش ورودی گرما کمک می‌کند. برخی از متخصصان می‌گویند که استفاده از آن نسبت به GTAW آسان‌تر است زیرا کمتر به مهارت جوشکار و بیشتر به مهارت منبع تغذیه جوشکاری متکی است. این یک نکته قابل بحث است، اما اکثر منابع تغذیه GMAW مدرن از خطوط سینرژی از پیش برنامه‌ریزی شده استفاده می‌کنند. این برنامه‌ها برای تنظیم پارامترهایی مانند جریان و ولتاژ، بسته به فلز پرکننده وارد شده توسط کاربر، ضخامت ماده، نوع گاز و قطر سیم طراحی شده‌اند.
برخی از اینورترها می‌توانند قوس را در طول فرآیند جوشکاری تنظیم کنند تا به طور مداوم یک قوس دقیق تولید کنند، شکاف‌های بین قطعات را کنترل کنند و سرعت بالای حرکت را برای برآورده کردن استانداردهای تولید و کیفیت حفظ کنند. این امر به ویژه در مورد جوشکاری خودکار یا رباتیک صادق است، اما در مورد جوشکاری دستی نیز صدق می‌کند. برخی از منابع تغذیه موجود در بازار رابط کاربری صفحه لمسی و کنترل‌های مشعل را برای تنظیم آسان ارائه می‌دهند.
جوشکاری فولاد ضد زنگ یک کار پیچیده است. برخی از این مسائل شامل وجود اکسید کروم، نحوه کنترل حرارت ورودی، نوع فرآیند جوشکاری، نحوه کار با کروم شش ظرفیتی و نحوه انجام صحیح آن است.
انتخاب گاز مناسب برای GTAW معمولاً به تجربه یا کاربرد آزمایش جوشکاری بستگی دارد. GTAW که با نام گاز بی‌اثر تنگستن (TIG) نیز شناخته می‌شود، در بیشتر موارد فقط از یک گاز بی‌اثر، معمولاً آرگون، هلیوم یا مخلوطی از هر دو، استفاده می‌کند. تزریق نامناسب گاز محافظ یا گرما می‌تواند باعث شود هر جوش بیش از حد گنبدی یا طنابی شود و این امر از مخلوط شدن آن با فلز اطراف جلوگیری می‌کند و در نتیجه جوشی نازیبا یا نامناسب ایجاد می‌شود. تعیین اینکه کدام مخلوط برای هر جوش بهترین است می‌تواند به معنای آزمون و خطای زیادی باشد. خطوط تولید GMAW مشترک به کاهش زمان تلف شده در کاربردهای جدید کمک می‌کند، اما هنگامی که دقیق‌ترین کیفیت مورد نیاز است، روش جوشکاری GTAW همچنان روش ارجح است.
جوشکاری فولاد ضد زنگ برای افرادی که از مشعل استفاده می‌کنند، خطراتی برای سلامتی دارد. بزرگترین خطر، گازهای آزاد شده در طول فرآیند جوشکاری است. کروم گرم شده ترکیبی به نام کروم شش ظرفیتی تولید می‌کند که به سیستم تنفسی، کلیه‌ها، کبد، پوست و چشم‌ها آسیب می‌رساند و باعث سرطان می‌شود. جوشکاران باید همیشه از تجهیزات حفاظتی، از جمله ماسک تنفسی، استفاده کنند و قبل از شروع جوشکاری از تهویه مناسب اتاق اطمینان حاصل کنند.
مشکلات فولاد ضد زنگ پس از اتمام جوشکاری پایان نمی‌یابد. فولاد ضد زنگ همچنین در فرآیند پرداخت نهایی نیاز به توجه ویژه دارد. استفاده از برس فولادی یا پد پولیش آلوده به فولاد کربنی ممکن است به لایه محافظ اکسید کروم آسیب برساند. حتی اگر آسیب قابل مشاهده نباشد، این آلاینده‌ها می‌توانند محصول نهایی را مستعد زنگ‌زدگی یا سایر خوردگی‌ها کنند.
ترنس نوریس مهندس ارشد برنامه‌های کاربردی در Fronius USA LLC، واقع در آدرس 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368، تلفن: 219-734-5500، آدرس: www.fronius.us
روندا زاتزالو نویسنده‌ی آزاد برای Crearies Marketing Design LLC با شماره تلفن ۲۴۸-۷۸۳-۶۰۸۵ و آدرس www.crearies.com است.
فناوری جوشکاری اینورتر مدرن، GMAW گازی را به استانداردی برای تولید فولاد ضد زنگ تبدیل کرده است، نه فقط برای سیستم‌های اتوماتیک یا رباتیک.
مجله WELDER که قبلاً با نام Practical Welding Today شناخته می‌شد، نماینده افراد واقعی است که محصولاتی را که ما هر روز با آنها کار می‌کنیم و استفاده می‌کنیم، می‌سازند. این مجله بیش از 20 سال است که به جامعه جوشکاری در آمریکای شمالی خدمت می‌کند.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتالی مجله لوله و لوله اکنون به طور کامل در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
به طور کامل به مجله STAMPING دسترسی دیجیتال داشته باشید که شامل جدیدترین فناوری‌ها، بهترین شیوه‌ها و اخبار صنعت در بازار مهرسازی فلزات است.
اکنون با دسترسی کامل دیجیتال به The Fabricator en Español، به منابع ارزشمند صنعت دسترسی آسان دارید.