स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए इसकी धातु संबंधी संरचना और संबंधित भौतिक और यांत्रिक गुणों को बनाए रखने के लिए परिरक्षण गैस के चयन की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील के लिए सामान्य परिरक्षण गैस तत्वों में आर्गन, हीलियम, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन शामिल हैं (चित्र 1 देखें)। इन गैसों को विभिन्न वितरण मोड, तार प्रकार, आधार मिश्र धातु, वांछित मनका प्रोफ़ाइल और यात्रा की गति की जरूरतों के अनुरूप विभिन्न अनुपातों में जोड़ा जाता है।
स्टेनलेस स्टील की खराब तापीय चालकता और शॉर्ट-सर्किट ट्रांसफर गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) की अपेक्षाकृत "ठंडी" प्रकृति के कारण, इस प्रक्रिया में 85% से 90% हीलियम (He), 10% आर्गन (Ar) और 2% से 5% कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) वाली "ट्राई-मिक्स" गैस की आवश्यकता होती है। एक सामान्य ट्राइब्लेंड मिश्रण में 90% He, 7-1/2% Ar और 2-1/2% CO2 होता है। हीलियम की उच्च आयनीकरण क्षमता शॉर्ट सर्किट के बाद आर्किंग को बढ़ावा देती है; इसकी उच्च तापीय चालकता के साथ, He का उपयोग पिघले हुए पूल की तरलता को बढ़ाता है। ट्रिमिक्स का Ar घटक वेल्ड पोखर का सामान्य परिरक्षण प्रदान करता है
कुछ त्रिगुण मिश्रणों में ऑक्सीजन को स्थिरता प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि अन्य में समान प्रभाव प्राप्त करने के लिए He/CO2/N2 मिश्रण का उपयोग किया जाता है। कुछ गैस वितरकों के पास स्वामित्व वाले गैस मिश्रण होते हैं, जो वादा किए गए लाभ प्रदान करते हैं। डीलर समान प्रभाव वाले अन्य संचरण मोडों के लिए भी इन मिश्रणों की अनुशंसा करते हैं।
सबसे बड़ी गलती जो निर्माता करते हैं, वह है GMAW स्टेनलेस स्टील को माइल्ड स्टील के समान गैस मिश्रण (75 Ar/25 CO2) से शॉर्ट-सर्किट करने का प्रयास करना, आमतौर पर इसलिए क्योंकि वे एक अतिरिक्त सिलेंडर का प्रबंध नहीं करना चाहते हैं। इस मिश्रण में बहुत अधिक कार्बन होता है। वास्तव में, ठोस तार के लिए उपयोग की जाने वाली किसी भी परिरक्षण गैस में अधिकतम 5% कार्बन डाइऑक्साइड होनी चाहिए। अधिक मात्रा में उपयोग करने से ऐसी धातु बनती है जिसे अब L-ग्रेड मिश्र धातु नहीं माना जाता है (L-ग्रेड में कार्बन की मात्रा 0.03% से कम होती है)। परिरक्षण गैस में अत्यधिक कार्बन क्रोमियम कार्बाइड बना सकता है, जो संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों को कम करता है। वेल्ड सतह पर कालिख भी दिखाई दे सकती है।
एक साइड नोट के रूप में, 300 श्रृंखला आधार मिश्रधातुओं (308, 309, 316, 347) के लिए GMAW को शॉर्ट करने के लिए धातुओं का चयन करते समय, निर्माताओं को LSi ग्रेड का चयन करना चाहिए। LSi भराव में कम कार्बन सामग्री (0.02%) होती है और इसलिए विशेष रूप से तब अनुशंसित की जाती है जब अंतर-दानेदार संक्षारण का खतरा होता है। उच्च सिलिकॉन सामग्री वेल्ड गुणों में सुधार करती है, जैसे गीलापन, वेल्ड के मुकुट को समतल करने और पैर की अंगुली पर संलयन को बढ़ावा देने में मदद करता है।
निर्माताओं को शॉर्ट-सर्किट स्थानांतरण प्रक्रियाओं का उपयोग करते समय सावधानी बरतनी चाहिए। आर्क बुझाने के कारण अपूर्ण संलयन हो सकता है, जिससे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए यह प्रक्रिया घटिया हो जाती है। उच्च मात्रा की स्थितियों में, यदि सामग्री अपने ताप इनपुट को सहन कर सकती है (≥ 1/16 इंच पल्स स्प्रे मोड का उपयोग करके वेल्डेड की जाने वाली लगभग सबसे पतली सामग्री है), तो पल्स स्प्रे स्थानांतरण एक बेहतर विकल्प होगा। जहां सामग्री की मोटाई और वेल्ड स्थान इसका समर्थन करते हैं, स्प्रे ट्रांसफर GMAW को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह अधिक सुसंगत संलयन प्रदान करता है।
इन उच्च ताप स्थानांतरण विधियों में He परिरक्षण गैस की आवश्यकता नहीं होती है। 300 श्रृंखला मिश्रधातुओं की स्प्रे स्थानांतरण वेल्डिंग के लिए, एक सामान्य विकल्प 98% Ar और 2% प्रतिक्रियाशील तत्व जैसे CO2 या O2 है। कुछ गैस मिश्रणों में N2 की अल्प मात्रा भी हो सकती है। N2 में उच्च आयनीकरण क्षमता और ऊष्मीय चालकता होती है, जो नमी को बढ़ावा देती है और तेज यात्रा या बेहतर पारगम्यता की अनुमति देती है; यह विरूपण को भी कम करती है।
स्पंदित स्प्रे स्थानांतरण GMAW के लिए, 100% Ar एक स्वीकार्य विकल्प हो सकता है। क्योंकि स्पंदित धारा चाप को स्थिर करती है, इसलिए गैस को हमेशा सक्रिय तत्वों की आवश्यकता नहीं होती है।
पिघला हुआ पूल फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (फेराइट से ऑस्टेनाइट का 50/50 अनुपात) के लिए धीमा है। इन मिश्र धातुओं के लिए, एक गैस मिश्रण जैसे ~ 70% Ar / ~ 30% He / 2% CO2 बेहतर गीलापन को बढ़ावा देगा और यात्रा की गति को बढ़ाएगा (चित्र 3 देखें)। इसी तरह के मिश्रण का उपयोग निकल मिश्र धातुओं को वेल्ड करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन वेल्ड सतह पर निकल ऑक्साइड बनाने का कारण होगा (उदाहरण के लिए, 2% CO2 या O2 जोड़ना ऑक्साइड सामग्री को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है, इसलिए निर्माताओं को उन्हें टालना चाहिए या उन पर बहुत समय बिताने के लिए तैयार रहना चाहिए)। घर्षण क्योंकि ये ऑक्साइड इतने कठोर हैं कि एक तार ब्रश आमतौर पर उन्हें हटा नहीं पाएगा)।
निर्माता फ्लक्स-कोर वाले स्टेनलेस स्टील के तारों का उपयोग आउट-ऑफ-सीटू वेल्डिंग के लिए करते हैं क्योंकि इन तारों में स्लैग प्रणाली एक "शेल्फ" प्रदान करती है जो वेल्ड पूल को ठोस होने पर सहारा देती है। क्योंकि फ्लक्स संरचना CO2 के प्रभावों को कम करती है, फ्लक्स-कोर वाले स्टेनलेस स्टील के तार को 75% Ar/25% CO2 और/या 100% CO2 गैस मिश्रण के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। जबकि फ्लक्स-कोर वाले तार की लागत प्रति पाउंड अधिक हो सकती है, यह ध्यान देने योग्य है कि उच्चतर सभी-स्थिति वेल्डिंग गति और जमाव दर समग्र वेल्डिंग लागत को कम कर सकती है। इसके अलावा, फ्लक्स-कोर वाले तार एक पारंपरिक स्थिर वोल्टेज डीसी आउटपुट का उपयोग करते हैं, जिससे बुनियादी वेल्डिंग प्रणाली स्पंदित GMAW प्रणालियों की तुलना में कम महंगी और कम जटिल हो जाती है।
300 और 400 श्रृंखला मिश्र धातुओं के लिए, 100% Ar गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) के लिए मानक विकल्प बना हुआ है। कुछ निकल मिश्र धातुओं के GTAW के दौरान, विशेष रूप से मशीनीकृत प्रक्रियाओं के साथ, यात्रा की गति बढ़ाने के लिए हाइड्रोजन की छोटी मात्रा (5% तक) मिलाई जा सकती है (ध्यान दें कि कार्बन स्टील के विपरीत, निकल मिश्र धातुओं में हाइड्रोजन क्रैकिंग की संभावना नहीं होती है)।
सुपरडुप्लेक्स और सुपरडुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, 98% Ar/2% N2 और 98% Ar/3% N2 क्रमशः अच्छे विकल्प हैं। हीलियम को लगभग 30% तक गीलापन सुधारने के लिए भी जोड़ा जा सकता है। सुपर डुप्लेक्स या सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग करते समय, लक्ष्य लगभग 50% फेराइट और 50% ऑस्टेनाइट के संतुलित माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ एक जोड़ का उत्पादन करना होता है। क्योंकि माइक्रोस्ट्रक्चर का निर्माण शीतलन दर पर निर्भर करता है, और क्योंकि TIG वेल्ड पूल जल्दी से ठंडा हो जाता है, 100% Ar का उपयोग करने पर अतिरिक्त फेराइट बना रहता है। जब N2 युक्त गैस मिश्रण का उपयोग किया जाता है, तो N2 पिघले हुए पूल में चला जाता है और ऑस्टेनाइट निर्माण को बढ़ावा देता है।
स्टेनलेस स्टील को अधिकतम संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक तैयार वेल्ड का उत्पादन करने के लिए जोड़ के दोनों किनारों की रक्षा करने की आवश्यकता होती है। पीछे के हिस्से की सुरक्षा करने में विफलता के परिणामस्वरूप "सैकरिफिकेशन" या व्यापक ऑक्सीकरण हो सकता है जो सोल्डर की विफलता का कारण बन सकता है।
लगातार उत्कृष्ट फिट या फिटिंग के पीछे कड़े नियंत्रण के साथ टाइट बट फिटिंग को सपोर्ट गैस की आवश्यकता नहीं हो सकती है। यहां, मुख्य मुद्दा ऑक्साइड बिल्ड-अप के कारण गर्मी से प्रभावित क्षेत्र के अत्यधिक मलिनकिरण को रोकना है, जिसके लिए यांत्रिक हटाने की आवश्यकता होती है। तकनीकी रूप से, यदि पीछे का तापमान 500 डिग्री फारेनहाइट से अधिक है, तो एक परिरक्षण गैस की आवश्यकता होती है। हालांकि, एक अधिक रूढ़िवादी दृष्टिकोण 300 डिग्री फारेनहाइट को सीमा के रूप में उपयोग करना है। आदर्श रूप से, बैकिंग 30 पीपीएम O2 से नीचे होनी चाहिए। अपवाद तब है जब वेल्ड के पीछे एक पूर्ण प्रवेश वेल्ड प्राप्त करने के लिए गॉज, ग्राउंड और वेल्ड किया जाएगा।
पसंद की दो सहायक गैसें N2 (सबसे सस्ती) और Ar (अधिक महंगी) हैं। छोटी असेंबलियों के लिए या जब Ar स्रोत आसानी से उपलब्ध हों, तो इस गैस का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक हो सकता है और N2 की बचत के लायक नहीं है। ऑक्सीकरण को कम करने के लिए 5% तक हाइड्रोजन जोड़ा जा सकता है। विभिन्न प्रकार के वाणिज्यिक विकल्प उपलब्ध हैं, लेकिन घर पर बनाए गए सहारे और शुद्धिकरण बांध आम हैं।
10.5% या उससे अधिक क्रोमियम की मात्रा स्टेनलेस स्टील को उसके स्टेनलेस गुण प्रदान करती है। इन गुणों को बनाए रखने के लिए सही वेल्डिंग शील्डिंग गैस का चयन करने और जोड़ के पीछे के हिस्से की सुरक्षा करने में अच्छी तकनीक की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील महंगा है, और इसका उपयोग करने के अच्छे कारण हैं। जब शील्डिंग गैस की बात आती है या इसके लिए फिलर धातु चुनने की बात आती है, तो इसमें कोई कोताही करने का कोई मतलब नहीं है। इसलिए, स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए गैस और फिलर धातु का चयन करते समय हमेशा एक जानकार गैस वितरक और फिलर धातु विशेषज्ञ के साथ काम करना समझदारी है।
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