स्टेनलेस स्टील वेल्डिंगसाठी त्याची धातू रचना आणि संबंधित भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म राखण्यासाठी शिल्डिंग गॅसची निवड आवश्यक असते. स्टेनलेस स्टीलसाठी सामान्य शिल्डिंग गॅस घटकांमध्ये आर्गॉन, हेलियम, ऑक्सिजन, कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रोजन आणि हायड्रोजन यांचा समावेश होतो (आकृती १ पहा). वेगवेगळ्या डिलिव्हरी मोड्स, वायर प्रकार, बेस अलॉय, इच्छित मणी प्रोफाइल आणि प्रवास गती यांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी हे वायू वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमध्ये एकत्र केले जातात.
स्टेनलेस स्टीलची थर्मल चालकता कमी असल्याने आणि शॉर्ट-सर्किट ट्रान्सफर गॅस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) च्या तुलनेने "थंड" स्वरूपामुळे, प्रक्रियेसाठी 85% ते 90% हेलियम (He), 10% पर्यंत आर्गन (Ar) आणि 2% ते 5% कार्बन डायऑक्साइड (CO2) असलेला "ट्राय-मिक्स" वायू आवश्यक असतो. एका सामान्य ट्रायब्लेंड मिश्रणात 90% He, 7-1/2% Ar आणि 2-1/2% CO2 असते. हीलियमची उच्च आयनीकरण क्षमता शॉर्ट सर्किटनंतर आर्किंगला प्रोत्साहन देते; त्याच्या उच्च थर्मल चालकतेसह, He चा वापर वितळलेल्या पूलची तरलता वाढवतो. ट्रायमिक्सचा Ar घटक वेल्ड पूलचे सामान्य संरक्षण प्रदान करतो, तर CO2 चाप स्थिर करण्यासाठी प्रतिक्रियाशील घटक म्हणून कार्य करतो (वेल्ड बीड प्रोफाइलवर वेगवेगळ्या शिल्डिंग वायूंचा कसा परिणाम होतो यासाठी आकृती 2 पहा).
काही त्रिकोणी मिश्रणे ऑक्सिजनचा वापर स्टेबलायझर म्हणून करू शकतात, तर काही समान परिणाम साध्य करण्यासाठी He/CO2/N2 मिश्रण वापरतात. काही गॅस वितरकांकडे मालकीचे गॅस मिश्रण असते जे वचन दिलेले फायदे प्रदान करतात. डीलर्स समान प्रभाव असलेल्या इतर ट्रान्समिशन मोडसाठी देखील या मिश्रणांची शिफारस करतात.
उत्पादकांची सर्वात मोठी चूक म्हणजे सौम्य स्टीलसारख्याच गॅस मिश्रणाने (७५ एआर/२५ सीओ२) जीएमएडब्ल्यू स्टेनलेस स्टीलला शॉर्ट-सर्किट करण्याचा प्रयत्न करणे, कारण त्यांना अतिरिक्त सिलेंडर व्यवस्थापित करायचा नसतो. या मिश्रणात खूप जास्त कार्बन असतो. खरं तर, सॉलिड वायरसाठी वापरल्या जाणाऱ्या कोणत्याही शिल्डिंग गॅसमध्ये जास्तीत जास्त ५% कार्बन डायऑक्साइड असावा. जास्त प्रमाणात वापरल्याने धातूशास्त्रात परिणाम होतो जो आता एल-ग्रेड मिश्रधातू मानला जात नाही (एल-ग्रेडमध्ये कार्बनचे प्रमाण ०.०३% पेक्षा कमी असते). शिल्डिंग गॅसमध्ये जास्त कार्बन क्रोमियम कार्बाइड तयार करू शकतो, ज्यामुळे गंज प्रतिकार आणि यांत्रिक गुणधर्म कमी होतात. वेल्ड पृष्ठभागावर काजळी देखील दिसू शकते.
एक बाजू म्हणून, ३०० सिरीज बेस अलॉयज (३०८, ३०९, ३१६, ३४७) साठी GMAW शॉर्टिंगसाठी धातू निवडताना, उत्पादकांनी LSi ग्रेड निवडावे. LSi फिलर्समध्ये कार्बनचे प्रमाण कमी असते (०.०२%) आणि म्हणूनच जेव्हा आंतरग्रॅन्युलर गंज होण्याचा धोका असतो तेव्हा विशेषतः शिफारस केली जाते. उच्च सिलिकॉन सामग्री वेल्डच्या मुकुटाला सपाट करण्यास मदत करण्यासाठी आणि पायाच्या बोटावर फ्यूजनला प्रोत्साहन देण्यासाठी वेल्ड गुणधर्म, जसे की ओले करणे, सुधारते.
शॉर्ट-सर्किट ट्रान्सफर प्रक्रिया वापरताना उत्पादकांनी सावधगिरी बाळगली पाहिजे. आर्क एक्सटिंग्विशिंगमुळे अपूर्ण फ्यूजन होऊ शकते, ज्यामुळे प्रक्रिया गंभीर अनुप्रयोगांसाठी कमी दर्जाची बनते. उच्च व्हॉल्यूम परिस्थितीत, जर सामग्री त्याच्या उष्णता इनपुटला समर्थन देऊ शकते (≥ 1/16 इंच हे पल्स स्प्रे मोड वापरून वेल्ड केलेले अंदाजे सर्वात पातळ मटेरियल आहे), तर पल्स स्प्रे ट्रान्सफर हा एक चांगला पर्याय असेल. जिथे मटेरियलची जाडी आणि वेल्ड स्थान त्याला समर्थन देते, तिथे स्प्रे ट्रान्सफर GMAW ला प्राधान्य दिले जाते कारण ते अधिक सुसंगत फ्यूजन प्रदान करते.
या उच्च उष्णता हस्तांतरण पद्धतींना He शिल्डिंग गॅसची आवश्यकता नसते. 300 मालिका मिश्रधातूंच्या स्प्रे ट्रान्सफर वेल्डिंगसाठी, एक सामान्य पर्याय म्हणजे 98% Ar आणि CO2 किंवा O2 सारखे 2% प्रतिक्रियाशील घटक. काही वायू मिश्रणांमध्ये कमी प्रमाणात N2 देखील असू शकते. N2 मध्ये उच्च आयनीकरण क्षमता आणि थर्मल चालकता असते, जी ओले होण्यास प्रोत्साहन देते आणि जलद प्रवास किंवा सुधारित पारगम्यता प्रदान करते; ते विकृती देखील कमी करते.
स्पंदित स्प्रे ट्रान्सफर GMAW साठी, १००% Ar हा स्वीकार्य पर्याय असू शकतो. स्पंदित प्रवाह चाप स्थिर करतो म्हणून, वायूला नेहमीच सक्रिय घटकांची आवश्यकता नसते.
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स आणि डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्ससाठी वितळलेला पूल हळू असतो (फेराइट आणि ऑस्टेनाइटचे 50/50 गुणोत्तर). या मिश्रधातूंसाठी, ~70% Ar/~30% He/2% CO2 सारखे वायू मिश्रण चांगले ओले होण्यास प्रोत्साहन देईल आणि प्रवासाचा वेग वाढवेल (आकृती 3 पहा). निकेल मिश्रधातू वेल्ड करण्यासाठी समान मिश्रणे वापरली जाऊ शकतात, परंतु वेल्ड पृष्ठभागावर निकेल ऑक्साइड तयार होण्यास कारणीभूत ठरतील (उदा., ऑक्साइडचे प्रमाण वाढवण्यासाठी 2% CO2 किंवा O2 जोडणे पुरेसे आहे, म्हणून उत्पादकांनी ते टाळावे किंवा त्यांच्यावर बराच वेळ घालवण्यास तयार राहावे). अपघर्षक कारण हे ऑक्साइड इतके कठीण असतात की वायर ब्रश सहसा ते काढत नाही).
उत्पादक आउट-ऑफ-सीटू वेल्डिंगसाठी फ्लक्स-कोर्ड स्टेनलेस स्टील वायर वापरतात कारण या वायरमधील स्लॅग सिस्टम एक "शेल्फ" प्रदान करते जे वेल्ड पूलला घट्ट होताना आधार देते. फ्लक्स रचना CO2 चे परिणाम कमी करते म्हणून, फ्लक्स-कोर्ड स्टेनलेस स्टील वायर 75% Ar/25% CO2 आणि/किंवा 100% CO2 गॅस मिश्रणांसह वापरण्यासाठी डिझाइन केले आहे. फ्लक्स-कोर्ड वायरची किंमत प्रति पौंड जास्त असू शकते, परंतु हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की उच्च ऑल-पोझिशन वेल्डिंग गती आणि डिपॉझिशन दर एकूण वेल्डिंग खर्च कमी करू शकतात. याव्यतिरिक्त, फ्लक्स-कोर्ड वायर पारंपारिक स्थिर व्होल्टेज डीसी आउटपुट वापरते, ज्यामुळे मूलभूत वेल्डिंग सिस्टम स्पंदित GMAW सिस्टमपेक्षा कमी खर्चिक आणि कमी जटिल बनते.
३०० आणि ४०० मालिकेतील मिश्रधातूंसाठी, गॅस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) साठी १००% Ar हा मानक पर्याय राहतो. काही निकेल मिश्रधातूंच्या GTAW दरम्यान, विशेषतः यांत्रिक प्रक्रियांसह, प्रवासाचा वेग वाढवण्यासाठी कमी प्रमाणात हायड्रोजन (५% पर्यंत) जोडले जाऊ शकते (लक्षात ठेवा की कार्बन स्टील्सच्या विपरीत, निकेल मिश्रधातू हायड्रोजन क्रॅक होण्याची शक्यता नसते).
वेल्डिंग सुपरडुप्लेक्स आणि सुपरडुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलसाठी, अनुक्रमे 98% Ar/2% N2 आणि 98% Ar/3% N2 हे चांगले पर्याय आहेत. सुमारे 30% ने ओलेपणा सुधारण्यासाठी हेलियम देखील जोडले जाऊ शकते. सुपर डुप्लेक्स किंवा सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग करताना, अंदाजे 50% फेराइट आणि 50% ऑस्टेनाइटच्या संतुलित मायक्रोस्ट्रक्चरसह जॉइंट तयार करणे हे उद्दिष्ट असते. मायक्रोस्ट्रक्चरची निर्मिती कूलिंग रेटवर अवलंबून असल्याने आणि TIG वेल्ड पूल लवकर थंड होत असल्याने, 100% Ar वापरल्यास अतिरिक्त फेराइट राहते. जेव्हा N2 असलेले गॅस मिश्रण वापरले जाते, तेव्हा N2 वितळलेल्या पूलमध्ये ढवळते आणि ऑस्टेनाइट निर्मितीला प्रोत्साहन देते.
जास्तीत जास्त गंज प्रतिकार असलेले पूर्ण वेल्ड तयार करण्यासाठी स्टेनलेस स्टीलला जोडाच्या दोन्ही बाजूंचे संरक्षण करणे आवश्यक आहे. मागील बाजूचे संरक्षण करण्यात अयशस्वी झाल्यास "सॅचरिफिकेशन" किंवा व्यापक ऑक्सिडेशन होऊ शकते ज्यामुळे सोल्डर निकामी होऊ शकते.
फिटिंगच्या मागील बाजूस सतत उत्कृष्ट फिटिंग किंवा घट्ट कंटेनमेंट असलेल्या घट्ट बट फिटिंग्जना सपोर्ट गॅसची आवश्यकता असू शकत नाही. येथे, मुख्य मुद्दा म्हणजे ऑक्साईड जमा झाल्यामुळे उष्णता-प्रभावित झोनचा जास्त रंग बदलणे टाळणे, ज्यासाठी नंतर यांत्रिक काढणे आवश्यक आहे. तांत्रिकदृष्ट्या, जर मागील बाजूचे तापमान 500 अंश फॅरेनहाइटपेक्षा जास्त असेल, तर शिल्डिंग गॅस आवश्यक आहे. तथापि, अधिक पुराणमतवादी दृष्टिकोन म्हणजे 300 अंश फॅरेनहाइट थ्रेशोल्ड म्हणून वापरणे. आदर्शपणे, बॅकिंग 30 PPM O2 पेक्षा कमी असावे. अपवाद म्हणजे जर वेल्डचा मागचा भाग पूर्ण पेनिट्रेशन वेल्ड साध्य करण्यासाठी गॉग, ग्राउंड आणि वेल्ड केला जाईल.
N2 (सर्वात स्वस्त) आणि Ar (अधिक महाग) हे दोन सहाय्यक वायू पसंतीचे आहेत. लहान असेंब्लीसाठी किंवा जेव्हा Ar स्रोत सहज उपलब्ध असतात तेव्हा या वायूचा वापर करणे अधिक सोयीस्कर असू शकते आणि N2 बचत करण्यासारखे नाही. ऑक्सिडेशन कमी करण्यासाठी 5% पर्यंत हायड्रोजन जोडले जाऊ शकते. विविध व्यावसायिक पर्याय उपलब्ध आहेत, परंतु घरगुती आधार आणि शुद्धीकरण धरणे सामान्य आहेत.
१०.५% किंवा त्याहून अधिक क्रोमियम जोडल्याने स्टेनलेस स्टीलला त्याचे स्टेनलेस गुणधर्म मिळतात. हे गुणधर्म राखण्यासाठी योग्य वेल्डिंग शील्डिंग गॅस निवडण्यासाठी आणि जॉइंटच्या मागील बाजूचे संरक्षण करण्यासाठी चांगल्या तंत्राची आवश्यकता असते. स्टेनलेस स्टील महाग आहे आणि ते वापरण्याची चांगली कारणे आहेत. गॅस शील्डिंग करताना किंवा यासाठी फिलर धातू निवडताना कोपरे कापण्याचा प्रयत्न करण्यात काही अर्थ नाही. म्हणूनच, स्टेनलेस स्टील वेल्डिंगसाठी गॅस आणि फिलर धातू निवडताना जाणकार गॅस वितरक आणि फिलर धातू तज्ञांसोबत काम करणे नेहमीच अर्थपूर्ण असते.
कॅनेडियन उत्पादकांसाठी खास लिहिलेल्या आमच्या दोन मासिक वृत्तपत्रांमधून सर्व धातूंवरील ताज्या बातम्या, कार्यक्रम आणि तंत्रज्ञानाबद्दल अद्ययावत रहा!
आता कॅनेडियन मेटलवर्किंगच्या डिजिटल आवृत्तीत पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश.
आता मेड इन कॅनडा आणि वेल्डिंगच्या डिजिटल आवृत्तीत पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश.