प्रश्न: आम्ही अलीकडेच काही काम सुरू केले आहे, ज्यामध्ये काही घटक प्रामुख्याने ३०४ स्टेनलेस स्टीलपासून बनवण्याची आवश्यकता आहे, जे स्वतःला आणि माइल्ड स्टीलला वेल्ड केले जाते. आम्हाला १.२५ इंच जाडीपर्यंतच्या स्टेनलेस स्टील आणि स्टेनलेस स्टीलच्या वेल्डिंगमध्ये तडे जाण्याच्या काही समस्या येत आहेत. आमच्याकडे फेराइटची पातळी कमी असल्याचे सांगण्यात आले आहे. हे काय आहे आणि ते कसे दुरुस्त करायचे, हे तुम्ही समजावून सांगू शकाल का?
हा चांगला प्रश्न आहे. होय, कमी फेराइट म्हणजे काय 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 ते पाहूया. ब्लॅक स्टील आणि मिश्रधातूंमध्ये ५०% पेक्षा जास्त लोह असते. यामध्ये सर्व कार्बन आणि स्टेनलेस स्टील, तसेच इतर काही 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 स्टेनलेस स्टील. एसएस (SS) म्हणून वर्गीकृत होण्यासाठी, त्यात किमान ११.५% क्रोमियम मिसळलेले असणे आवश्यक आहे. या किमान मर्यादेपेक्षा जास्त क्रोमियमची पातळी स्टीलच्या पृष्ठभागावर क्रोमियम ऑक्साईडचा थर तयार होण्यास मदत करते आणि गंज (लोह ऑक्साईड) किंवा रासायनिक आघातामुळे होणारे क्षरण यांसारख्या ऑक्सिडेशनला प्रतिबंध करते.
स्टेनलेस स्टीलचे मुख्यत्वे ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक आणि मार्टेन्सिटिक अशा तीन गटांमध्ये वर्गीकरण केले जाते. त्यांची नावे सामान्य तापमानाला असलेल्या त्यांच्या स्फटिक रचनेवरून येतात. दुसरा एक सामान्य गट म्हणजे ड्युप्लेक्स स्टेनलेस स्टील, जे स्फटिक रचनेमध्ये फेराइट आणि ऑस्टेनाइट यांच्यातील संतुलन असते.
ऑस्टेनिटिक ग्रेड्स, ३०० सिरीजमध्ये १६% ते ३०% क्रोमियम आणि ८% ते ४०% निकेल असते, ज्यामुळे प्रामुख्याने ऑस्टेनिटिक स्फटिक रचना तयार होते. ऑस्टेनाइट-फेराइट गुणोत्तर तयार होण्यास मदत करण्यासाठी पोलाद निर्मिती प्रक्रियेदरम्यान निकेल, कार्बन, मॅंगनीज आणि नायट्रोजनसारखे स्थिरीकरण करणारे पदार्थ (स्टॅबिलायझर्स) टाकले जातात. ३०४, ३१६ आणि ३४७ हे काही सामान्य ग्रेड्स आहेत. यामुळे चांगला गंज-प्रतिरोध मिळतो; याचा वापर प्रामुख्याने अन्न, रसायन, औषधनिर्माण आणि क्रायोजेनिक उद्योगांमध्ये 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 प्रामुख्याने फेरिटिक 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 पॉवरट्रेनमध्ये वापरले जातात आणि उच्च तापमानातील त्यांचे उपयोग मर्यादित आहेत. सामान्यतः वापरले जाणारे काही प्रकार: ४०५, ४०९, ४३० आणि ४४६.
मार्टेन्सिटिक ग्रेड्स, ज्यांना ४०० सिरीज असेही म्हटले जाते, जसे की ४०३, ४१० आणि ४४०, हे चुंबकीय असतात, त्यांमध्ये ११.५% ते १८% क्रोमियम असते आणि त्यांची स्फटिक रचना मार्टेन्सिटिक असते. या मिश्रणामध्ये सोन्याचे प्रमाण सर्वात कमी असते, ज्यामुळे त्यांचे उत्पादन सर्वात स्वस्त ठरते. ते काही प्रमाणात गंजरोधकता आणि उत्कृष्ट मजबुती देतात, आणि सामान्यतः जेवणाची भांडी, दंत व शस्त्रक्रिया उपकरणे, स्वयंपाकाची भांडी आणि काही प्रकारच्या अवजारांमध्ये वापरले जातात.
स्टेनलेस स्टीलचे वेल्डिंग करताना, वापरल्या जाणाऱ्या सब्सट्रेटचा प्रकार आणि त्याचा प्रत्यक्ष वापर यावरून योग्य फिलर मेटल निश्चित केले जाते. जर तुम्ही शिल्डिंग गॅस 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 कमी कार्बन असा आहे, जो आंतरकणीय क्षरण (intergranular corrosion) रोखण्यास मदत करतो. या इलेक्ट्रोड्समधील कार्बनचे प्रमाण 0.03% पेक्षा कमी असते, जर हे प्रमाण ओलांडले गेले, तर कणांच्या सीमांवर (grain boundaries) कार्बन जमा होण्याचा आणि क्रोमियम कार्बाइड तयार करण्यासाठी क्रोमियमचे बंधन होण्याचा धोका वाढतो, ज्यामुळे स्टीलचा क्षरण-प्रतिरोध (corrosion resistance) प्रभावीपणे कमी होतो. स्टेनलेस स्टीलच्या वेल्ड्सच्या उष्णता-प्रभावित क्षेत्रात (heat-affected zone - HAZ) क्षरण झाल्यास हे स्पष्ट होते. ग्रेड L स्टेनलेस स्टीलसाठी आणखी एक विचार करण्यासारखी गोष्ट म्हणजे, उच्च कार्यकारी तापमानात (higher operating temperatures) त्यांची तन्यता शक्ती (tensile strength) सरळ स्टेनलेस स्टील ग्रेडपेक्षा कमी असते.
३०४ 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 सामान्य श्रेणी नमूद करतात. आधी सांगितल्याप्रमाणे, कार्बन हा एक प्रभावी ऑस्टेनिटिक स्टॅबिलायझर आहे आणि याच कारणांमुळे वेल्ड मेटलमध्ये त्याचा समावेश टाळणे आवश्यक आहे.
फेराइट क्रमांक शेफ्लर चार्ट आणि डब्ल्यूआरसी-१९९२ चार्टवरून काढले जातात, जे निकेल आणि क्रोमियमच्या समतुल्य सूत्रांचा वापर करून असे मूल्य मोजतात, जे चार्टवर दर्शवल्यावर एक सामान्यीकृत संख्या देते. ० ते ७ मधील फेराइट क्रमांक वेल्ड मेटलमध्ये असलेल्या फेराइटिक क्रिस्टल संरचनेच्या घनफळ टक्केवारीशी संबंधित असतो, तथापि, जास्त टक्केवारीवर, फेराइट क्रमांक अधिक वेगाने वाढतो. लक्षात ठेवा की एसएसमधील फेराइट हे कार्बन स्टील फेराइटसारखे नसते, तर डेल्टा फेराइट नावाचा एक टप्पा असतो. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमध्ये उष्णता उपचारासारख्या उच्च तापमान प्रक्रियांशी संबंधित टप्प्यांचे रूपांतरण होत नाही.
फेराइटची निर्मिती इष्ट आहे कारण ते ऑस्टेनाइटपेक्षा अधिक लवचिक असते, परंतु त्यावर नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. काही उपयोगांमध्ये, कमी फेराइट प्रमाणामुळे वेल्ड्सना उत्कृष्ट गंज-प्रतिरोधकता मिळू शकते, परंतु वेल्डिंग दरम्यान त्यांना हॉट क्रॅकिंग होण्याची दाट शक्यता असते. सामान्य वापरासाठी, फेराइट्सची संख्या ५ ते १० च्या दरम्यान असावी, परंतु काही उपयोगांमध्ये कमी किंवा जास्त संख्यांची आवश्यकता असू शकते. कामाच्या ठिकाणी फेराइट इंडिकेटरच्या साहाय्याने फेराइट्स सहज तपासता येतात.
तुम्ही क्रॅकिंग आणि कमी फेराइट्सच्या समस्या सांगितल्यामुळे, तुम्ही तुमच्या फिलर मेटलचे बारकाईने निरीक्षण केले पाहिजे आणि ते पुरेसे फेराइट्स तयार करत असल्याची खात्री केली पाहिजे – साधारणपणे ८ फेराइट्स पुरेसे ठरतील. तसेच, जर तुम्ही फ्लक्स-कोर्ड आर्क वेल्डिंग (FCAW) वापरत असाल, तर या फिलर मेटल्समध्ये सामान्यतः १००% कार्बन डायऑक्साइड किंवा ७५% आर्गॉन आणि २५% CO2 चे मिश्रण असलेला शील्ड गॅस वापरला जातो, ज्यामुळे वेल्ड मेटल कार्बन शोषून घेऊ शकते. कार्बन जमा होण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी तुम्ही मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW) प्रक्रियेकडे वळू शकता आणि ९८% आर्गॉन/२% ऑक्सिजन मिश्रण वापरू शकता.
स्टेनलेस स्टीलला कार्बन स्टीलशी वेल्डिंग करताना, E309L हा फिलर मटेरियल वापरणे आवश्यक आहे. हा फिलर मेटल विशेषतः भिन्न धातूंच्या वेल्डिंगसाठी वापरला जातो, ज्यामुळे वेल्डमध्ये कार्बन स्टील विरघळल्यानंतर विशिष्ट प्रमाणात फेराइट तयार होतो. कार्बन स्टील काही प्रमाणात कार्बन शोषून घेत असल्यामुळे, कार्बनची ऑस्टेनाइट तयार करण्याची प्रवृत्ती रोखण्यासाठी फिलर मेटलमध्ये फेराइट स्टॅबिलायझर्स मिसळले जातात. यामुळे वेल्डिंग दरम्यान थर्मल क्रॅकिंग टाळण्यास मदत होते.
सारांश, जर तुम्हाला ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या वेल्ड्समधील हॉट क्रॅक्स दुरुस्त करायचे असतील, तर पुरेसे फेराइट फिलर मेटल असल्याची खात्री करा आणि चांगल्या वेल्डिंग पद्धतींचे पालन करा. हीट इनपुट ५० kJ/in पेक्षा कमी ठेवा, इंटर-पास तापमान मध्यम ते कमी ठेवा आणि सोल्डरिंग करण्यापूर्वी सोल्डर जॉइंट्स स्वच्छ असल्याची खात्री करा. वेल्डवरील फेराइटचे प्रमाण तपासण्यासाठी योग्य गेज वापरा, आणि ते ५-१० पर्यंत असावे.
वेल्डर, ज्याचे पूर्वीचे नाव प्रॅक्टिकल वेल्डिंग टुडे होते, हे आपण दररोज वापरत असलेल्या आणि ज्यांच्यासोबत काम करत असलेल्या वस्तू बनवणाऱ्या खऱ्या लोकांचे प्रतिनिधित्व करते. हे मासिक २० वर्षांहून अधिक काळापासून उत्तर अमेरिकेतील वेल्डिंग समुदायाची सेवा करत आहे.
आता 'द फॅब्रिकेटर'च्या डिजिटल आवृत्तीमध्ये पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळवा.
'द ट्यूब अँड पाईप जर्नल'ची डिजिटल आवृत्ती आता पूर्णपणे उपलब्ध झाली असून, त्यामुळे उद्योगाशी संबंधित मौल्यवान संसाधनांपर्यंत सहज पोहोचता येते.
मेटल स्टॅम्पिंग मार्केटसाठी नवीनतम तंत्रज्ञान, सर्वोत्तम पद्धती आणि उद्योगविषयक बातम्यांचा समावेश असलेल्या स्टॅम्पिंग जर्नलचा संपूर्ण डिजिटल ऍक्सेस मिळवा.
आता 'द फॅब्रिकेटर एन एस्पॅनॉल'च्या संपूर्ण डिजिटल प्रवेशामुळे, तुम्हाला मौल्यवान औद्योगिक संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळतो.