کار با فولاد ضد زنگ لزوماً دشوار نیست، اما جوشکاری آن نیاز به توجه ویژه به جزئیات دارد. این فولاد مانند فولاد نرم یا آلومینیوم گرما را از دست نمی‌دهد و اگر بیش از حد گرم شود، ممکن است مقداری از مقاومت در برابر خوردگی خود را از دست بدهد. بهترین شیوه‌ها به حفظ مقاومت در برابر خوردگی آن کمک می‌کنند. تصویر: میلر الکتریک
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ، آن را به انتخابی جذاب برای بسیاری از کاربردهای مهم لوله، از جمله صنایع غذایی و آشامیدنی با خلوص بالا، داروسازی، مخازن تحت فشار و پتروشیمی تبدیل می‌کند. با این حال، این ماده مانند فولاد نرم یا آلومینیوم گرما را از دست نمی‌دهد و جوشکاری نامناسب می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی آن را کاهش دهد. اعمال گرمای بیش از حد و استفاده از فلز پرکننده نامناسب، دو عامل اصلی هستند.
رعایت برخی از بهترین شیوه‌های جوشکاری فولاد ضد زنگ می‌تواند به بهبود نتایج کمک کند و تضمین کند که مقاومت خوردگی فلز حفظ می‌شود. علاوه بر این، ارتقاء فرآیند جوشکاری می‌تواند بهره‌وری را بدون کاهش کیفیت افزایش دهد.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، انتخاب فلز پرکننده برای کنترل میزان کربن بسیار مهم است. فلزات پرکننده مورد استفاده برای جوشکاری لوله‌های فولادی ضد زنگ باید عملکرد جوشکاری را بهبود بخشیده و برای کاربرد مورد نظر مناسب باشند.
به دنبال فلزات پرکننده با علامت "L" مانند ER308L باشید زیرا آنها حداکثر کربن کمتری را فراهم می‌کنند که به حفظ مقاومت در برابر خوردگی در آلیاژهای فولاد ضد زنگ کم کربن کمک می‌کند. جوشکاری یک فلز پایه کم کربن با فلزات پرکننده استاندارد، محتوای کربن اتصال جوش را افزایش می‌دهد و خطر خوردگی را افزایش می‌دهد. از فلزات پرکننده با علامت "H" خودداری کنید زیرا آنها محتوای کربن بالاتری دارند و برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالاتر در دماهای بالا دارند، در نظر گرفته شده‌اند.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، انتخاب فلز پرکننده با مقادیر کم عناصر کمیاب (که به عنوان ناخالصی نیز شناخته می‌شوند) نیز مهم است. این عناصر، عناصر باقیمانده در مواد اولیه مورد استفاده برای ساخت فلزات پرکننده، از جمله آنتیموان، آرسنیک، فسفر و گوگرد هستند. آنها می‌توانند تا حد زیادی بر مقاومت در برابر خوردگی ماده تأثیر بگذارند.
از آنجا که فولاد ضد زنگ به گرمای ورودی بسیار حساس است، آماده‌سازی اتصال و مونتاژ مناسب، کلید کنترل گرما برای حفظ خواص مواد هستند. شکاف بین قطعات یا نصب ناهموار، نیاز به ماندن طولانی‌تر مشعل در یک مکان دارد و برای پر کردن این شکاف‌ها به فلز پرکننده بیشتری نیاز است. این امر می‌تواند باعث ایجاد گرما در ناحیه آسیب‌دیده شود که می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد قطعه شود. نصب ضعیف همچنین می‌تواند پر کردن شکاف و دستیابی به نفوذ مورد نیاز جوش را دشوار کند. مراقب باشید که قطعات تا حد امکان با فولاد ضد زنگ مطابقت داشته باشند.
خلوص این ماده نیز بسیار مهم است. مقادیر بسیار کم آلاینده‌ها یا کثیفی در اتصالات جوش داده شده می‌تواند باعث ایجاد عیوبی شود که استحکام و مقاومت در برابر خوردگی محصول نهایی را کاهش می‌دهد. برای تمیز کردن زیرلایه قبل از جوشکاری، از یک برس مخصوص از جنس استیل ضد زنگ استفاده کنید که قبلاً روی فولاد کربنی یا آلومینیوم استفاده نشده باشد.
در فولاد ضد زنگ، حساس شدن علت اصلی از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی است. این اتفاق می‌تواند زمانی رخ دهد که دمای جوشکاری و سرعت خنک شدن بیش از حد نوسان داشته باشند و در نتیجه باعث تغییر در ریزساختار ماده شوند.
این جوش بیرونی روی لوله فولادی ضد زنگ، که با استفاده از GMAW و فلز رسوبی کنترل‌شده (RMD) بدون شستشوی معکوس ریشه جوش داده شده است، از نظر ظاهر و کیفیت مشابه جوش‌های شستشوی معکوس GTAW است.
بخش کلیدی مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ، اکسید کروم است. اما اگر میزان کربن جوش خیلی زیاد باشد، کاربید کروم تشکیل می‌شود. آنها کروم را به هم متصل می‌کنند و از تشکیل اکسید کروم مورد نظر که به فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی می‌دهد، جلوگیری می‌کنند. اگر اکسید کروم کافی وجود نداشته باشد، ماده خواص مطلوب را نخواهد داشت و خوردگی رخ می‌دهد.
پیشگیری از حساسیت به انتخاب فلز پرکننده و کنترل حرارت ورودی بستگی دارد. همانطور که قبلاً ذکر شد، انتخاب فلز پرکننده با محتوای کربن کم هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ مهم است. با این حال، گاهی اوقات برای تأمین استحکام در کاربردهای خاص، کربن مورد نیاز است. کنترل دما به ویژه زمانی اهمیت دارد که فلزات پرکننده کم کربن مناسب نباشند.
مدت زمانی که جوش و ناحیه تحت تأثیر حرارت در دماهای بالا، معمولاً 950 تا 1500 درجه فارنهایت (500 تا 800 درجه سانتیگراد) باقی می‌مانند را به حداقل برسانید. هرچه زمان لحیم‌کاری در این محدوده کمتر باشد، گرمای کمتری تولید می‌شود. همیشه دمای بین پاسی را در طول فرآیند لحیم‌کاری بررسی و مشاهده کنید.
گزینه دیگر استفاده از فلزات پرکننده با اجزای آلیاژی مانند تیتانیوم و نیوبیوم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کروم است. از آنجا که این اجزا بر استحکام و چقرمگی نیز تأثیر می‌گذارند، نمی‌توان از این فلزات پرکننده در همه کاربردها استفاده کرد.
جوشکاری قوسی تنگستن با جوش ریشه (GTAW) یک روش سنتی برای جوشکاری لوله‌های فولادی ضد زنگ است. این روش معمولاً نیاز به شستشوی معکوس با آرگون برای جلوگیری از اکسیداسیون در سطح زیرین جوش دارد. با این حال، استفاده از فرآیندهای جوشکاری سیمی در لوله‌های فولادی ضد زنگ رو به افزایش است. در این موارد، درک چگونگی تأثیر گازهای محافظ مختلف بر مقاومت در برابر خوردگی ماده مهم است.
هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ با استفاده از جوشکاری قوس فلزی گازی (GMAW)، 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 می‌شد. معمولاً این مخلوط‌ها حاوی آرگون یا هلیوم و کمتر از 5٪ دی اکسید کربن هستند، زیرا دی اکسید کربن، کربن را به حوضچه جوش می‌رساند و خطر حساسیت را افزایش می‌دهد. آرگون خالص برای GMAW روی فولاد ضد زنگ توصیه نمی‌شود.
سیم جوش مغزه‌دار برای فولاد ضد زنگ به گونه‌ای طراحی شده است که با مخلوط سنتی ۷۵٪ آرگون و ۲۵٪ دی اکسید کربن کار کند. این پودر جوشکاری حاوی موادی است که برای جلوگیری از آلودگی جوش توسط کربن حاصل از گاز محافظ طراحی شده‌اند.
با تکامل فرآیندهای GMAW، جوشکاری لوله‌ها و لوله‌های فولادی ضد زنگ آسان‌تر شد. در حالی که برخی از کاربردها ممکن است هنوز به فرآیندهای GTAW نیاز داشته باشند، فرآیندهای پیشرفته پردازش سیم می‌توانند کیفیت مشابه و بهره‌وری بالاتری را در بسیاری از کاربردهای فولاد ضد زنگ ارائه دهند.
جوش‌های فولاد ضد زنگ ID ساخته شده با GMAW RMD از نظر کیفیت و ظاهر مشابه جوش‌های OD مربوطه هستند.
یک پاس ریشه با استفاده از یک فرآیند GMAW اتصال کوتاه اصلاح‌شده مانند رسوب فلز کنترل‌شده (RMD) میلر، شستشوی معکوس را در برخی از کاربردهای فولاد ضد زنگ آستنیتی حذف می‌کند. پس از پاس ریشه RMD می‌توان از GMAW پالسی یا جوشکاری قوسی با هسته شار برای پر کردن و بستن استفاده کرد، تغییری که در مقایسه با GTAW شستشوی معکوس، به ویژه در لوله‌های با قطر بزرگتر، باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود.
RMD از انتقال فلز اتصال کوتاه با کنترل دقیق برای تولید قوس و حوضچه جوش آرام و پایدار استفاده می‌کند. این امر منجر به کاهش احتمال سرد شدن یا ذوب نشدن، پاشش کمتر و کیفیت بهتر پاس ریشه لوله می‌شود. انتقال فلز با کنترل دقیق همچنین رسوب یکنواخت قطرات و کنترل آسان‌تر حوضچه جوش و در نتیجه ورودی گرما و سرعت جوشکاری را تضمین می‌کند.
فرآیندهای غیرسنتی می‌توانند بهره‌وری جوشکاری را بهبود بخشند. هنگام استفاده از RMD، سرعت جوشکاری می‌تواند از 6 تا 12 اینچ در دقیقه باشد. از آنجا که این فرآیند بدون گرمایش اضافی قطعات، عملکرد را بهبود می‌بخشد، به حفظ خواص و مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ کمک می‌کند. کاهش ورودی حرارت این فرآیند همچنین به کنترل تغییر شکل زیرلایه کمک می‌کند.
این فرآیند GMAW پالسی، طول قوس کوتاه‌تر، مخروط‌های قوس باریک‌تر و گرمای ورودی کمتری نسبت به انتقال اسپری پالسی معمولی ارائه می‌دهد. از آنجایی که فرآیند بسته است، رانش قوس و نوسانات در فاصله بین نوک و قطعه کار عملاً حذف می‌شوند. این امر مدیریت حوضچه جوش را با و بدون جوشکاری در محل ساده می‌کند. در نهایت، ترکیب GMAW پالسی برای پر کردن و بستن مهره‌ها با RMD برای مهره‌های ریشه، امکان استفاده از یک سیم و یک گاز را برای فرآیند جوشکاری فراهم می‌کند و زمان تغییر فرآیند را کاهش می‌دهد.
مجله لوله و لوله 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 مجله لوله و لوله سازی، 1990 ژورنال لوله و لوله اولین بار در سال 1990 منتشر شد. مجله لوله و لوله (Tube & Pipe Journal) در سال ۱۹۹۰ اولین مجله‌ای بود که به صنعت لوله‌های فلزی اختصاص داده شد.امروزه، این نشریه تنها نشریه صنعتی در آمریکای شمالی است و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان صنعت لوله تبدیل شده است.
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.