स्टेनलेस स्टील पर काम करना वैसे तो मुश्किल नहीं है, लेकिन वेल्डिंग करते समय बारीकियों पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। यह माइल्ड स्टील या एल्युमीनियम की तरह गर्मी को बाहर नहीं निकालता है, और अगर इस पर बहुत अधिक गर्मी डाली जाए तो इसकी जंग प्रतिरोधक क्षमता कुछ कम हो सकती है। बेहतर वेल्डिंग प्रक्रियाओं से इसकी जंग प्रतिरोधक क्षमता को बनाए रखने में मदद मिलती है। चित्र: मिलर इलेक्ट्रिक
स्टेनलेस स्टील की संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता इसे कई महत्वपूर्ण ट्यूबिंग अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाती है, जिनमें उच्च शुद्धता वाले खाद्य और पेय पदार्थ, फार्मास्युटिकल, दबाव वाहिकाएं और पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोग शामिल हैं। हालांकि, यह सामग्री माइल्ड स्टील या एल्यूमीनियम की तरह ऊष्मा का अपव्यय नहीं करती है, और अनुचित वेल्डिंग इसकी संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता को कम कर सकती है। अत्यधिक ऊष्मा का प्रयोग और गलत फिलर धातु का उपयोग इसके दो मुख्य कारण हैं।
स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए कुछ सर्वोत्तम प्रक्रियाओं का पालन करने से बेहतर परिणाम प्राप्त करने और धातु की जंग प्रतिरोधक क्षमता बनाए रखने में मदद मिल सकती है। इसके अलावा, वेल्डिंग प्रक्रिया को उन्नत करने से गुणवत्ता से समझौता किए बिना उत्पादकता में लाभ प्राप्त किया जा सकता है।
स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग में, कार्बन की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए फिलर मेटल का चयन महत्वपूर्ण है। स्टेनलेस स्टील पाइप की वेल्डिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले फिलर मेटल को वेल्ड के प्रदर्शन को बढ़ाना चाहिए और अनुप्रयोग की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।
“L” चिह्न वाले फिलर मेटल, जैसे कि ER308L, चुनें, क्योंकि इनमें कार्बन की अधिकतम मात्रा कम होती है, जिससे कम कार्बन वाले स्टेनलेस स्टील मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध बना रहता है। मानक फिलर मेटल से कम कार्बन वाली धातु की वेल्डिंग करने पर वेल्डेड जोड़ में कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे संक्षारण का खतरा बढ़ जाता है। “H” चिह्न वाले फिलर मेटल का उपयोग न करें, क्योंकि इनमें कार्बन की मात्रा अधिक होती है और ये उच्च तापमान पर अधिक मजबूती की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग करते समय, ऐसे फिलर मेटल का चयन करना भी महत्वपूर्ण है जिसमें तत्वों की मात्रा (जिन्हें अशुद्धियाँ भी कहा जाता है) कम हो। ये तत्व फिलर मेटल बनाने में उपयोग होने वाले कच्चे माल में अवशिष्ट होते हैं, जिनमें एंटीमनी, आर्सेनिक, फास्फोरस और सल्फर शामिल हैं। ये तत्व सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को काफी हद तक प्रभावित कर सकते हैं।
स्टेनलेस स्टील ऊष्मा के प्रति बहुत संवेदनशील होता है, इसलिए जोड़ों की तैयारी और उचित संयोजन ऊष्मा को नियंत्रित करने और सामग्री के गुणों को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। भागों के बीच अंतराल या असमान फिटिंग के कारण, टॉर्च को एक ही स्थान पर अधिक देर तक रखना पड़ता है और उन अंतरालों को भरने के लिए अधिक फिलर धातु की आवश्यकता होती है। इससे प्रभावित क्षेत्र में ऊष्मा का संचय हो सकता है, जिससे भाग अधिक गर्म हो सकता है। खराब फिटिंग से अंतराल को भरना और आवश्यक वेल्ड पैठ प्राप्त करना भी कठिन हो सकता है। यह सुनिश्चित करने का ध्यान रखें कि भाग स्टेनलेस स्टील में यथासंभव सटीक रूप से फिट हों।
इस सामग्री की स्वच्छता भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। वेल्ड किए गए जोड़ों में थोड़ी सी भी गंदगी या धूल के कण होने से ऐसे दोष उत्पन्न हो सकते हैं जो अंतिम उत्पाद की मजबूती और जंग प्रतिरोधक क्षमता को कम कर देते हैं। वेल्डिंग से पहले सतह को साफ करने के लिए, स्टेनलेस स्टील के विशेष ब्रश का उपयोग करें जिसका उपयोग कार्बन स्टील या एल्यूमीनियम पर न किया गया हो।
स्टेनलेस स्टील में, संक्षारण प्रतिरोधकता में कमी का मुख्य कारण संवेदीकरण है। ऐसा तब हो सकता है जब वेल्डिंग तापमान और शीतलन दर में बहुत अधिक उतार-चढ़ाव होता है, जिससे सामग्री की सूक्ष्म संरचना बदल जाती है।
स्टेनलेस स्टील पाइप पर किया गया यह बाहरी व्यास का वेल्ड, जिसे जीएमएडब्ल्यू और विनियमित धातु निक्षेपण (आरएमडी) का उपयोग करके रूट पास की बैकफ्लशिंग के बिना वेल्ड किया गया है, दिखने और गुणवत्ता में बैकफ्लश किए गए जीटीAW से किए गए वेल्ड के समान है।
स्टेनलेस स्टील के संक्षारण प्रतिरोध का एक प्रमुख हिस्सा क्रोमियम ऑक्साइड है। लेकिन यदि वेल्ड में कार्बन की मात्रा बहुत अधिक हो जाती है, तो क्रोमियम कार्बाइड का निर्माण होता है। ये क्रोमियम को बांध लेते हैं और वांछित क्रोमियम ऑक्साइड के निर्माण को रोकते हैं, जो स्टेनलेस स्टील को संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करता है। यदि पर्याप्त क्रोमियम ऑक्साइड नहीं होता है, तो सामग्री में वांछित गुण नहीं होंगे और संक्षारण हो जाएगा।
संवेदनशीलता की रोकथाम फिलर धातु के चयन और ऊष्मा के नियंत्रण पर निर्भर करती है। जैसा कि पहले बताया गया है, स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए कम कार्बन वाली फिलर धातु का चयन करना महत्वपूर्ण है। हालांकि, कुछ अनुप्रयोगों में मजबूती प्रदान करने के लिए कार्बन की आवश्यकता होती है। जब कम कार्बन वाली फिलर धातुएँ उपलब्ध न हों, तो ऊष्मा नियंत्रण विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है।
वेल्ड और ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र को उच्च तापमान पर रहने का समय कम से कम रखें—आमतौर पर यह तापमान 950 से 1,500 डिग्री फ़ारेनहाइट (500 से 800 डिग्री सेल्सियस) माना जाता है। सोल्डरिंग जितनी कम देर इस तापमान सीमा में रहेगी, उतनी ही कम ऊष्मा उत्पन्न होगी। सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान इंटरपास तापमान की हमेशा जाँच और निगरानी करें।
एक अन्य विकल्प क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण को रोकने के लिए टाइटेनियम और नायोबियम जैसे मिश्रधातु घटकों से युक्त फिलर धातुओं का उपयोग करना है। चूंकि ये घटक मजबूती और कठोरता को भी प्रभावित करते हैं, इसलिए इन फिलर धातुओं का उपयोग सभी अनुप्रयोगों में नहीं किया जा सकता है।
रूट पास वेल्डिंग के लिए गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) स्टेनलेस स्टील पाइप की वेल्डिंग की पारंपरिक विधि है। इसमें आमतौर पर वेल्ड के पिछले हिस्से पर ऑक्सीकरण को रोकने के लिए आर्गन गैस का बैकफ्लशिंग आवश्यक होता है। हालांकि, स्टेनलेस स्टील ट्यूबिंग में वायर वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग तेजी से आम होता जा रहा है। इन अनुप्रयोगों में, यह समझना महत्वपूर्ण है कि विभिन्न शील्डिंग गैसें सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को कैसे प्रभावित करती हैं।
गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (जीएमएडब्ल्यू) प्रक्रिया का उपयोग करके स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग करते समय, परंपरागत रूप से आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड, आर्गन और ऑक्सीजन का मिश्रण, या तीन गैसों का मिश्रण (हीलियम, आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड) का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, इन मिश्रणों में मुख्य रूप से आर्गन या हीलियम होता है और कार्बन डाइऑक्साइड 5% से कम होता है, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड वेल्ड पूल में कार्बन का योगदान देता है और संवेदनशीलता का खतरा बढ़ाता है। स्टेनलेस स्टील पर जीएमएडब्ल्यू के लिए शुद्ध आर्गन की अनुशंसा नहीं की जाती है।
स्टेनलेस स्टील के लिए फ्लक्स-कोर्डेड तार को 75% आर्गन और 25% कार्बन डाइऑक्साइड के पारंपरिक मिश्रण के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फ्लक्स में ऐसे तत्व होते हैं जो शील्डिंग गैस से कार्बन को वेल्ड को दूषित करने से रोकते हैं।
जीएमएडब्ल्यू प्रक्रियाओं के विकास के साथ, स्टेनलेस स्टील ट्यूबों और पाइपों की वेल्डिंग सरल हो गई है। हालांकि कुछ अनुप्रयोगों में अभी भी जीटीएडब्ल्यू प्रक्रियाओं की आवश्यकता हो सकती है, उन्नत वायर प्रक्रियाएं कई स्टेनलेस स्टील अनुप्रयोगों में समान गुणवत्ता और उच्च उत्पादकता प्रदान कर सकती हैं।
जीएमएडब्ल्यू आरएमडी तकनीक से बनाए गए स्टेनलेस स्टील के आंतरिक भाग के वेल्ड गुणवत्ता और दिखावट में संबंधित बाहरी भाग के वेल्ड के समान होते हैं।
मिलर की रेगुलेटेड मेटल डिपोजिशन (आरएमडी) जैसी संशोधित शॉर्ट-सर्किट जीएमएडब्ल्यू प्रक्रिया का उपयोग करके रूट पास करने से कुछ ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील अनुप्रयोगों में बैकफ्लशिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। आरएमडी रूट पास के बाद पल्स्ड जीएमएडब्ल्यू या फ्लक्स-कोर्ड आर्क वेल्डिंग फिल और कैप पास किए जा सकते हैं - यह बदलाव बैक-पर्जिंग के साथ जीटीएडब्ल्यू का उपयोग करने की तुलना में समय और धन की बचत करता है, खासकर बड़े पाइपों पर।
आरएमडी सटीक रूप से नियंत्रित शॉर्ट-सर्किट मेटल ट्रांसफर का उपयोग करके एक शांत, स्थिर आर्क और वेल्ड पूल बनाता है। इससे कोल्ड लैप्स या फ्यूजन की कमी की संभावना कम हो जाती है, स्पैटर कम होता है और पाइप रूट पास की गुणवत्ता बेहतर होती है। सटीक रूप से नियंत्रित मेटल ट्रांसफर से बूंदों का एक समान जमाव भी होता है, जिससे वेल्ड पूल को नियंत्रित करना आसान हो जाता है और इस प्रकार हीट इनपुट और वेल्डिंग गति को नियंत्रित करना भी आसान हो जाता है।
अपरंपरागत प्रक्रियाओं से वेल्डिंग उत्पादकता में वृद्धि हो सकती है। आरएमडी का उपयोग करने पर वेल्डिंग की गति 6 से 12 इंच/मिनट तक हो सकती है। यह प्रक्रिया पुर्जों को अतिरिक्त रूप से गर्म किए बिना उत्पादकता बढ़ाती है, जिससे स्टेनलेस स्टील के गुणों और संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखने में मदद मिलती है। प्रक्रिया में कम ऊष्मा का उपयोग होने से सब्सट्रेट के विरूपण को नियंत्रित करने में भी सहायता मिलती है।
यह पल्स्ड जीएमएडब्ल्यू प्रक्रिया पारंपरिक स्प्रे पल्स ट्रांसफर की तुलना में कम आर्क लंबाई, संकरे आर्क शंकु और कम ऊष्मा इनपुट प्रदान करती है। चूंकि यह प्रक्रिया क्लोज्ड-लूप है, इसलिए आर्क ड्रिफ्ट और टिप-टू-वर्कपीस दूरी में भिन्नता लगभग समाप्त हो जाती है। इससे इन-प्लेस और आउट-ऑफ-प्लेस वेल्डिंग के लिए पूल नियंत्रण आसान हो जाता है। अंत में, फिल और कैप बीड के लिए पल्स्ड जीएमएडब्ल्यू और रूट बीड के लिए आरएमडी को संयोजित करने से वेल्डिंग प्रक्रिया एक ही तार और एक ही गैस का उपयोग करके की जा सकती है, जिससे प्रक्रिया परिवर्तन का समय समाप्त हो जाता है।
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