प्रश्न: आम्ही अलीकडेच असे काही काम सुरू केले आहे, ज्यामध्ये काही घटक प्रामुख्याने ग्रेड ३०४ स्टेनलेस स्टीलचे बनवणे आवश्यक आहे, जे स्वतःला आणि माइल्ड स्टीलला वेल्ड केले जाते. आम्हाला १.२५ इंच जाडीपर्यंतच्या स्टेनलेस स्टील ते स्टेनलेस स्टील वेल्ड्समध्ये तडे जाण्याच्या समस्या जाणवत आहेत. आमच्याकडे फेराइटची संख्या कमी असल्याचे नमूद करण्यात आले आहे. हे काय आहे आणि ते कसे दुरुस्त करावे हे तुम्ही समजावून सांगू शकाल का?
अ: हा एक चांगला प्रश्न आहे. होय, कमी फेराइट संख्येचा अर्थ काय आहे आणि ते कसे टाळता येईल हे समजून घेण्यास आम्ही तुम्हाला मदत करू शकतो.
सर्वप्रथम, आपण स्टेनलेस स्टीलची (SS) व्याख्या आणि वेल्डेड जोडांशी फेराइटचा संबंध कसा आहे याचे पुनरावलोकन करूया. ब्लॅक स्टील आणि मिश्रधातूंमध्ये ५०% पेक्षा जास्त लोह असते. यामध्ये सर्व कार्बन आणि स्टेनलेस स्टील तसेच इतर परिभाषित गटांचा समावेश होतो. ॲल्युमिनियम, तांबे आणि टायटॅनियममध्ये लोह नसते, त्यामुळे ती अलौह मिश्रधातूंची उत्तम उदाहरणे आहेत.
या मिश्रधातूचे मुख्य घटक म्हणजे किमान ९०% लोह असलेले कार्बन स्टील आणि ७० ते ८०% लोह असलेले एसएस (स्टेनलेस स्टील). एसएस म्हणून वर्गीकृत होण्यासाठी, त्यात किमान ११.५% क्रोमियम मिसळलेले असणे आवश्यक आहे. या किमान मर्यादेपेक्षा जास्त क्रोमियमची पातळी स्टीलच्या पृष्ठभागावर क्रोमियम ऑक्साईडचे थर तयार होण्यास प्रोत्साहन देते आणि गंज (लोह ऑक्साईड) किंवा रासायनिक हल्ल्यामुळे होणारे क्षरण यांसारख्या ऑक्सिडेशनची निर्मिती रोखते.
SS चे मुख्यत्वे ऑस्टेनाइट, फेराइट आणि मार्टेन्साइट या तीन गटांमध्ये विभाजन केले जाते. त्यांची नावे खोलीच्या तापमानातील स्फटिक संरचनेवरून येतात. दुसरा एक सामान्य गट म्हणजे ड्युप्लेक्स SS, जो स्फटिक संरचनेत फेराइट आणि ऑस्टेनाइट यांच्यातील एक संतुलन आहे.
ऑस्टेनिटिक ग्रेड्स, ३०० सिरीजमध्ये १६% ते ३०% क्रोमियम आणि ८% ते ४०% निकेल असते, ज्यामुळे प्रामुख्याने ऑस्टेनिटिक स्फटिक रचना तयार होते. ऑस्टेनाइट-फेराइट गुणोत्तराच्या निर्मितीला चालना देण्यासाठी, पोलाद निर्मिती प्रक्रियेदरम्यान निकेल, कार्बन, मॅंगनीज आणि नायट्रोजनसारखे स्टॅबिलायझर्स (स्थिरक) टाकले जातात. ३०४, ३१६ आणि ३४७ हे काही सामान्य ग्रेड्स आहेत. हे उत्तम गंज-प्रतिरोधक क्षमता देते; याचा वापर प्रामुख्याने अन्न, रासायनिक सेवा, औषधनिर्माण आणि क्रायोजेनिक अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो. फेराइट निर्मितीवर नियंत्रण ठेवल्यामुळे कमी तापमानात उत्कृष्ट कणखरपणा मिळतो.
फेरिटिक एसएस हा ४०० सिरीजचा एक ग्रेड आहे जो पूर्णपणे चुंबकीय असतो, त्यात ११.५% ते ३०% क्रोमियम असते आणि त्याची स्फटिक रचना फेरिटिक-प्रधान असते. फेराइटच्या निर्मितीला चालना देण्यासाठी, स्टील उत्पादनादरम्यान क्रोमियम, सिलिकॉन, मॉलिब्डेनम आणि नायोबियम यांसारख्या स्थिरीकरण घटकांचा (स्टॅबिलायझर्स) वापर केला जातो. या प्रकारचे एसएस सामान्यतः वाहनांच्या एक्झॉस्ट सिस्टीम आणि पॉवर प्लांट्समध्ये वापरले जातात आणि उच्च तापमानातील त्यांचे उपयोग मर्यादित आहेत. ४०५, ४०९, ४३० आणि ४४६ हे काही सामान्यतः वापरले जाणारे प्रकार आहेत.
मार्टेन्सिटिक ग्रेड, जे 403, 410 आणि 440 सारख्या 400 मालिकेद्वारे देखील ओळखले जातात, ते चुंबकीय असतात, त्यात 11.5% ते 18% क्रोमियम असते आणि त्यांची स्फटिक रचना मार्टेन्साइट असते. या मिश्रणात सोन्याचे प्रमाण सर्वात कमी असते, ज्यामुळे त्यांचे उत्पादन सर्वात स्वस्त होते. ते काही प्रमाणात गंज-प्रतिरोधक क्षमता आणि उत्कृष्ट मजबुती देतात; आणि सामान्यतः जेवणाची भांडी, दंत आणि शस्त्रक्रिया उपकरणे, स्वयंपाकाची भांडी आणि विशिष्ट प्रकारच्या साधनांमध्ये वापरले जातात.
जेव्हा तुम्ही स्टेनलेस स्टीलचे वेल्डिंग करता, तेव्हा सब्सट्रेटचा प्रकार आणि त्याचा प्रत्यक्ष वापर यावरून वापरण्यासाठी योग्य फिलर मेटल निश्चित केले जाते. जर तुम्ही गॅस शिल्डिंग प्रक्रिया वापरत असाल, तर वेल्डिंगशी संबंधित काही समस्या टाळण्यासाठी तुम्हाला शिल्डिंग गॅसच्या मिश्रणाकडे विशेष लक्ष देण्याची आवश्यकता असू शकते.
304 ला स्वतःशीच सोल्डर करण्यासाठी, तुम्हाला E308/308L इलेक्ट्रोडची आवश्यकता असेल. "L" चा अर्थ 'लो कार्बन' (कमी कार्बन) आहे, जो आंतरकणीय क्षरण (intergranular corrosion) रोखण्यास मदत करतो. या इलेक्ट्रोड्समध्ये कार्बनचे प्रमाण 0.03% पेक्षा कमी असते; यापेक्षा जास्त प्रमाणामुळे कार्बन कणांच्या सीमांवर जमा होण्याचा आणि क्रोमियमसोबत संयोग होऊन क्रोमियम कार्बाइड तयार होण्याचा धोका वाढतो, ज्यामुळे स्टीलचा क्षरण-प्रतिरोध (corrosion resistance) प्रभावीपणे कमी होतो. एसएस वेल्डेड सांध्यांच्या उष्णता-प्रभावित क्षेत्रात (heat affected zone - HAZ) क्षरण झाल्यास हे स्पष्ट होते. एल ग्रेड एसएससाठी आणखी एक विचार करण्यासारखी गोष्ट म्हणजे, उच्च सेवा तापमानात त्यांची तन्यता शक्ती (tensile strength) थेट एसएस ग्रेडपेक्षा कमी असते.
304 हा स्टेनलेस स्टीलचा एक ऑस्टेनिटिक प्रकार असल्याने, संबंधित वेल्ड मेटलमध्ये बहुतेक ऑस्टेनाइट असते. तथापि, वेल्ड मेटलमध्ये फेराइटच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देण्यासाठी, इलेक्ट्रोडमध्ये स्वतः मॉलिब्डेनमसारखे फेराइट स्टॅबिलायझर असते. उत्पादक सहसा वेल्ड मेटलसाठी फेराइटच्या प्रमाणाची एक विशिष्ट श्रेणी नमूद करतात. आधी सांगितल्याप्रमाणे, कार्बन हा एक प्रभावी ऑस्टेनिटिक स्टॅबिलायझर आहे आणि याच कारणांमुळे त्याला वेल्ड मेटलमध्ये मिसळण्यापासून रोखणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
फेराइट क्रमांक शॅफ्लर आकृती आणि डब्ल्यूआरसी-१९९२ आकृतीवरून काढले जातात, जे मूल्य मोजण्यासाठी निकेल आणि क्रोमियम समतुल्य सूत्रांचा वापर करतात, जे आकृतीवर दर्शवल्यावर एक सामान्यीकृत क्रमांक तयार होतो. ० ते ७ मधील फेराइट क्रमांक वेल्ड मेटलमध्ये असलेल्या फेराइट क्रिस्टल संरचनेच्या घनफळ टक्केवारीशी संबंधित असतो; तथापि, उच्च टक्केवारीवर, फेराइट क्रमांक अधिक वेगाने वाढतो. लक्षात ठेवा की एसएसमधील फेराइट हे कार्बन स्टील फेराइटसारखे नसते, तर डेल्टा फेराइट नावाचा एक टप्पा असतो. ऑस्टेनिटिक एसएसमध्ये उष्णता उपचारासारख्या उच्च तापमान प्रक्रियांशी संबंधित कोणतेही टप्पा परिवर्तन होत नाही.
फेराइटची निर्मिती इष्ट आहे कारण ते ऑस्टेनाइटपेक्षा अधिक लवचिक असते, परंतु त्यावर नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. काही उपयोगांमध्ये, कमी फेराइट संख्येमुळे उत्कृष्ट गंज-प्रतिरोधक क्षमता असलेले वेल्ड्स तयार होऊ शकतात, परंतु वेल्डिंग दरम्यान हॉट क्रॅकिंग होण्याची शक्यता खूप जास्त असते. सामान्य वापराच्या परिस्थितीत, फेराइटची संख्या ५ ते १० च्या दरम्यान असावी, परंतु काही उपयोगांसाठी कमी किंवा जास्त मूल्यांची आवश्यकता असू शकते. फेराइट इंडिकेटरचा वापर करून कामाच्या ठिकाणी फेराइट्सची सहज पडताळणी करता येते.
तुम्ही सांगितल्याप्रमाणे, तुम्हाला तडे जाण्याची समस्या आणि कमी फेराइट संख्या आहे, त्यामुळे तुम्हाला तुमच्या फिलर मेटलची बारकाईने तपासणी करणे आवश्यक आहे आणि त्यातून पुरेशी फेराइट संख्या निर्माण होत असल्याची खात्री करा – सुमारे ८ फेराइट संख्या उपयुक्त ठरेल. तसेच, जर तुम्ही फ्लक्स कोर्ड आर्क वेल्डिंग (FCAW) वापरत असाल, तर या फिलर मेटल्समध्ये सामान्यतः १००% कार्बन डायऑक्साइड शिल्डिंग गॅस किंवा ७५% आर्गॉन/२५% CO2 मिश्रण वापरले जाते, ज्यामुळे वेल्ड मेटलमध्ये कार्बनचे शोषण होऊ शकते. कार्बन शोषणाची शक्यता कमी करण्यासाठी तुम्ही गॅस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) प्रक्रियेकडे वळू शकता आणि ९८% आर्गॉन/२% ऑक्सिजन मिश्रण वापरू शकता.
स्टेनलेस स्टीलला कार्बन स्टीलसोबत वेल्ड करण्यासाठी E309L फिलर मटेरियल वापरणे आवश्यक आहे. हे फिलर मेटल विशेषतः भिन्न धातूंच्या वेल्डिंगसाठी वापरले जाते आणि वेल्डमध्ये कार्बन स्टील मिसळल्यानंतर ते विशिष्ट प्रमाणात फेराइट तयार करते. कार्बन स्टील काही प्रमाणात कार्बन शोषून घेत असल्यामुळे, कार्बनची ऑस्टेनाइट तयार करण्याची प्रवृत्ती रोखण्यासाठी फिलर मेटलमध्ये फेराइट स्टॅबिलायझर्स मिसळले जातात. यामुळे वेल्डिंगच्या प्रक्रियेत थर्मल क्रॅकिंग टाळण्यास मदत होते.
थोडक्यात, जर तुम्हाला ऑस्टेनिटिक एसएस वेल्डेड जोडांवरील हॉट क्रॅक्स टाळायचे असतील, तर पुरेसे फेराइट फिलर मेटल असल्याची खात्री करा आणि चांगल्या वेल्डिंग पद्धतींचे पालन करा. हीट इनपुट ५० केजे/इंच पेक्षा कमी ठेवा, इंटरपास तापमान मध्यम ते कमी ठेवा आणि सोल्डरिंग करण्यापूर्वी सोल्डर जोड कोणत्याही दूषित पदार्थांपासून मुक्त असल्याची खात्री करा. वेल्डेड जोडावरील फेराइटचे प्रमाण तपासण्यासाठी योग्य गेज वापरा, आणि ते ५ ते १० पर्यंत ठेवण्याचे लक्ष्य ठेवा.
वेल्डर, पूर्वीचे प्रॅक्टिकल वेल्डिंग टुडे, आपण दररोज वापरत असलेली आणि ज्यांच्यासोबत काम करत असलेली उत्पादने बनवणाऱ्या खऱ्या लोकांना जगासमोर आणते. या मासिकाने २० वर्षांहून अधिक काळ उत्तर अमेरिकेतील वेल्डिंग समुदायाची सेवा केली आहे.
आता 'द फॅब्रिकेटर'च्या डिजिटल आवृत्तीमध्ये पूर्ण प्रवेश मिळाल्याने, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळतो.
'द ट्यूब अँड पाईप जर्नल'ची डिजिटल आवृत्ती आता पूर्णपणे उपलब्ध झाली असून, त्यामुळे उद्योगाशी संबंधित मौल्यवान संसाधनांपर्यंत सहज पोहोचता येते.
स्टॅम्पिंग जर्नलच्या डिजिटल आवृत्तीचा पूर्ण प्रवेश मिळवा, जे मेटल स्टॅम्पिंग मार्केटसाठी नवीनतम तांत्रिक प्रगती, सर्वोत्तम पद्धती आणि उद्योगविषयक बातम्या पुरवते.
आता 'द फॅब्रिकेटर एन एस्पॅनॉल'च्या डिजिटल आवृत्तीमध्ये पूर्ण प्रवेश मिळाल्याने, मौल्यवान औद्योगिक संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळतो.