ప్రశ్న: మేము ఇటీవల ఒక పనిని ప్రారంభించాము, దానిలో కొన్ని భాగాలు ప్రధానంగా గ్రేడ్ 304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌తో తయారు చేయబడాలి, దానిని దానికే మరియు మైల్డ్ స్టీల్‌కు వెల్డింగ్ చేయాలి. 1.25 అంగుళాల మందం వరకు ఉన్న స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్-స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డింగ్‌లలో మేము కొన్ని పగుళ్ల సమస్యలను ఎదుర్కొన్నాము. మాకు ఫెర్రైట్ కౌంట్స్ తక్కువగా ఉన్నాయని చెప్పబడింది. ఇది ఏమిటో మరియు దీనిని ఎలా పరిష్కరించాలో మీరు వివరించగలరా?
జ: ఇది మంచి ప్రశ్న. అవును, తక్కువ ఫెర్రైట్ సంఖ్యలు అంటే ఏమిటో మరియు దానిని ఎలా నివారించాలో అర్థం చేసుకోవడంలో మేము మీకు సహాయం చేయగలము.
మొదట, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ (SS) నిర్వచనాన్ని మరియు వెల్డింగ్ జాయింట్‌లకు ఫెర్రైట్ ఎలా సంబంధం కలిగి ఉంటుందో సమీక్షిద్దాం. బ్లాక్ స్టీల్ మరియు మిశ్రమ లోహాలలో 50% కంటే ఎక్కువ ఇనుము ఉంటుంది. ఇందులో అన్ని కార్బన్ మరియు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ మరియు ఇతర నిర్వచించబడిన సమూహాలు ఉంటాయి. అల్యూమినియం, రాగి మరియు టైటానియంలలో ఇనుము ఉండదు, కాబట్టి అవి ఫెర్రస్-రహిత మిశ్రమ లోహాలకు అద్భుతమైన ఉదాహరణలు.
ఈ మిశ్రమలోహం యొక్క ప్రధాన భాగాలు కనీసం 90% ఇనుము కలిగిన కార్బన్ స్టీల్ మరియు 70 నుండి 80% ఇనుము కలిగిన SS. SSగా వర్గీకరించబడాలంటే, దానికి కనీసం 11.5% క్రోమియం జోడించి ఉండాలి. ఈ కనీస పరిమితి కంటే ఎక్కువ క్రోమియం స్థాయిలు స్టీల్ ఉపరితలాలపై క్రోమియం ఆక్సైడ్ పొరల ఏర్పాటును ప్రోత్సహిస్తాయి మరియు తుప్పు (ఐరన్ ఆక్సైడ్) వంటి ఆక్సీకరణ ఏర్పడటాన్ని లేదా రసాయన దాడి వలన కలిగే క్షయాన్ని నివారిస్తాయి.
SS ను ప్రధానంగా ఆస్టెనైట్, ఫెర్రైట్ మరియు మార్టెన్‌సైట్ అనే మూడు సమూహాలుగా విభజిస్తారు. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటిని ఏర్పరిచే స్ఫటిక నిర్మాణం నుండి వాటికి ఆ పేర్లు వచ్చాయి. మరొక సాధారణ సమూహం డ్యూప్లెక్స్ SS, దీని స్ఫటిక నిర్మాణంలో ఫెర్రైట్ మరియు ఆస్టెనైట్‌ల మధ్య సమతుల్యత ఉంటుంది.
ఆస్టెనిటిక్ గ్రేడ్‌లు, అంటే 300 సిరీస్‌లో, 16% నుండి 30% క్రోమియం మరియు 8% నుండి 40% నికెల్ ఉంటాయి, ఇవి ప్రధానంగా ఆస్టెనిటిక్ క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఆస్టెనైట్-ఫెర్రైట్ నిష్పత్తి ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహించడానికి, ఉక్కు తయారీ ప్రక్రియలో నికెల్, కార్బన్, మాంగనీస్ మరియు నైట్రోజన్ వంటి స్టెబిలైజర్‌లను కలుపుతారు. 304, 316 మరియు 347 అనేవి కొన్ని సాధారణ గ్రేడ్‌లు. ఇది మంచి తుప్పు నిరోధకతను అందిస్తుంది; ప్రధానంగా ఆహారం, రసాయన సేవ, ఫార్మాస్యూటికల్ మరియు క్రయోజెనిక్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగిస్తారు. ఫెర్రైట్ ఏర్పడటాన్ని నియంత్రించడం వలన ఇది తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అద్భుతమైన దృఢత్వాన్ని అందిస్తుంది.
ఫెర్రిటిక్ SS అనేది 400 సిరీస్ గ్రేడ్, ఇది పూర్తిగా అయస్కాంతమైనది, 11.5% నుండి 30% క్రోమియంను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఫెర్రిటిక్ ప్రాధాన్య స్ఫటిక నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఫెర్రైట్ ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహించడానికి, ఉక్కు ఉత్పత్తి సమయంలో క్రోమియం, సిలికాన్, మాలిబ్డినం మరియు నియోబియం వంటి స్టెబిలైజర్‌లను ఉపయోగిస్తారు. ఈ రకాల SS సాధారణంగా ఆటోమోటివ్ ఎగ్జాస్ట్ సిస్టమ్స్ మరియు పవర్ ప్లాంట్లలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వీటి వినియోగం పరిమితంగా ఉంటుంది. సాధారణంగా ఉపయోగించే కొన్ని రకాలు 405, 409, 430 మరియు 446.
403, 410 మరియు 440 వంటి 400 సిరీస్‌గా కూడా గుర్తించబడే మార్టెన్సిటిక్ గ్రేడ్‌లు అయస్కాంత శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, 11.5% నుండి 18% క్రోమియంను కలిగి ఉంటాయి మరియు మార్టెన్‌సైట్‌ను స్ఫటిక నిర్మాణంగా కలిగి ఉంటాయి. ఈ కలయికలో బంగారం శాతం అత్యల్పంగా ఉంటుంది, దీనివల్ల వీటి ఉత్పత్తి ఖర్చు అత్యంత తక్కువగా ఉంటుంది. ఇవి కొంత తుప్పు నిరోధకతను, అద్భుతమైన బలాన్ని అందిస్తాయి; మరియు సాధారణంగా భోజన సామాగ్రి, దంత మరియు శస్త్రచికిత్స పరికరాలు, వంట సామాగ్రి, మరియు కొన్ని రకాల పనిముట్లలో ఉపయోగించబడతాయి.
మీరు SS ను వెల్డింగ్ చేసేటప్పుడు, సబ్‌స్ట్రేట్ రకం మరియు దాని వినియోగ విధానం, ఉపయోగించాల్సిన సరైన ఫిల్లర్ మెటల్‌ను నిర్ణయిస్తాయి. మీరు గ్యాస్ షీల్డింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తే, వెల్డింగ్‌కు సంబంధించిన కొన్ని సమస్యలను నివారించడానికి షీల్డింగ్ గ్యాస్ మిశ్రమాలపై ప్రత్యేక శ్రద్ధ వహించాల్సి ఉంటుంది.
304ను దానికి అదే సోల్డర్ చేయడానికి, మీకు E308/308L ఎలక్ట్రోడ్ అవసరం అవుతుంది. "L" అంటే తక్కువ కార్బన్ అని అర్థం, ఇది ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ తుప్పును నివారించడంలో సహాయపడుతుంది. ఈ ఎలక్ట్రోడ్‌లలో కార్బన్ శాతం 0.03% కంటే తక్కువగా ఉంటుంది; దీని కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, కార్బన్ గ్రెయిన్ బౌండరీల వద్ద పేరుకుపోయి, క్రోమియంతో కలిసి క్రోమియం కార్బైడ్‌లను ఏర్పరిచే ప్రమాదం పెరుగుతుంది, ఇది ఉక్కు యొక్క తుప్పు నిరోధకతను సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది. SS వెల్డెడ్ జాయింట్ల యొక్క హీట్ అఫెక్టెడ్ జోన్ (HAZ)లో తుప్పు పట్టినప్పుడు ఇది స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. L గ్రేడ్ SS విషయంలో పరిగణించవలసిన మరో విషయం ఏమిటంటే, డైరెక్ట్ SS గ్రేడ్‌లతో పోలిస్తే అధిక సర్వీస్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వీటికి తన్యత బలం తక్కువగా ఉంటుంది.
304 అనేది ఒక ఆస్టెనిటిక్ రకం స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ (SS) కాబట్టి, దానికి సంబంధించిన వెల్డ్ మెటల్‌లో చాలా వరకు ఆస్టెనైట్ ఉంటుంది. అయితే, వెల్డ్ మెటల్‌లో ఫెర్రైట్ ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహించడానికి, ఎలక్ట్రోడ్‌లోనే మాలిబ్డినం వంటి ఫెర్రైట్ స్టెబిలైజర్ ఉంటుంది. తయారీదారులు సాధారణంగా వెల్డ్ మెటల్ కోసం ఫెర్రైట్ పరిమాణాల యొక్క ఒక సాధారణ పరిధిని సూచిస్తారు. ఇంతకు ముందు చెప్పినట్లుగా, కార్బన్ ఒక బలమైన ఆస్టెనిటిక్ స్టెబిలైజర్, మరియు ఈ కారణాల వల్ల దానిని వెల్డ్ మెటల్‌కు కలపకుండా నివారించడం చాలా కీలకం.
ఫెర్రైట్ సంఖ్యలు షాఫ్లర్ రేఖాచిత్రం మరియు WRC-1992 రేఖాచిత్రం నుండి ఉద్భవించాయి, ఇవి విలువను లెక్కించడానికి నికెల్ మరియు క్రోమియం తుల్య సూత్రాలను ఉపయోగిస్తాయి, దీనిని రేఖాచిత్రంపై ప్లాట్ చేసినప్పుడు ఒక సాధారణీకరించిన సంఖ్య వస్తుంది. 0 మరియు 7 మధ్య ఉన్న ఫెర్రైట్ సంఖ్య వెల్డ్ మెటల్‌లో ఉన్న ఫెర్రైట్ క్రిస్టల్ నిర్మాణం యొక్క ఘనపరిమాణ శాతానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది; అయితే, అధిక శాతాలలో, ఫెర్రైట్ సంఖ్య వేగవంతమైన రేటుతో పెరుగుతుంది. SSలోని ఫెర్రైట్ కార్బన్ స్టీల్ ఫెర్రైట్ లాంటిది కాదని, కానీ డెల్టా ఫెర్రైట్ అనే ఒక దశ అని గుర్తుంచుకోండి. ఆస్టెనిటిక్ SSలో ఉష్ణ చికిత్స వంటి అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియలతో సంబంధం ఉన్న దశ పరివర్తనలు ఉండవు.
ఫెర్రైట్ ఏర్పడటం మంచిది, ఎందుకంటే ఇది ఆస్టెనైట్ కంటే ఎక్కువ సాగే గుణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ దీనిని తప్పనిసరిగా నియంత్రించాలి. కొన్ని అనువర్తనాలలో, తక్కువ ఫెర్రైట్ స్థాయిలు అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత కలిగిన వెల్డ్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలవు, కానీ వెల్డింగ్ సమయంలో హాట్ క్రాకింగ్‌కు అత్యంత సులభంగా గురవుతాయి. సాధారణ వినియోగ పరిస్థితులలో, ఫెర్రైట్ స్థాయి 5 నుండి 10 మధ్య ఉండాలి, కానీ కొన్ని అనువర్తనాలకు తక్కువ లేదా ఎక్కువ విలువలు అవసరం కావచ్చు. ఫెర్రైట్ ఇండికేటర్‌ను ఉపయోగించి పని ప్రదేశంలోనే ఫెర్రైట్‌లను సులభంగా ధృవీకరించవచ్చు.
మీరు పగుళ్ల సమస్యలు మరియు తక్కువ ఫెర్రైట్ కౌంట్ ఉన్నాయని పేర్కొన్నారు కాబట్టి, మీరు మీ ఫిల్లర్ మెటల్‌ను నిశితంగా పరిశీలించి, అది తగినంత ఫెర్రైట్ కౌంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుందో లేదో నిర్ధారించుకోవాలి – సుమారు 8 ఉంటే సహాయపడుతుంది. అలాగే, మీరు ఫ్లక్స్ కోర్డ్ ఆర్క్ వెల్డింగ్ (FCAW) ఉపయోగిస్తుంటే, ఈ ఫిల్లర్ మెటల్స్ సాధారణంగా 100% కార్బన్ డయాక్సైడ్ షీల్డింగ్ గ్యాస్‌ను లేదా 75% ఆర్గాన్/25% CO2 మిశ్రమాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, దీనివల్ల వెల్డ్ మెటల్‌లో కార్బన్ చేరవచ్చు. కార్బన్ చేరే అవకాశాన్ని తగ్గించడానికి, మీరు గ్యాస్ మెటల్ ఆర్క్ వెల్డింగ్ (GMAW) ప్రక్రియకు మారి, 98% ఆర్గాన్/2% ఆక్సిజన్ మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించడం మంచిది.
SS ను కార్బన్ స్టీల్‌కు వెల్డింగ్ చేయడానికి మీరు తప్పనిసరిగా E309L ఫిల్లర్ మెటీరియల్‌ను ఉపయోగించాలి. ఈ ఫిల్లర్ మెటల్‌ను ప్రత్యేకంగా భిన్న లోహాలను వెల్డింగ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు వెల్డ్‌లో కార్బన్ స్టీల్‌ను కరిగించిన తర్వాత ఇది కొంత మొత్తంలో ఫెర్రైట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. కార్బన్ స్టీల్‌లో కొంత కార్బన్ శోషించబడుతుంది కాబట్టి, కార్బన్ ఆస్టెనైట్‌ను ఏర్పరిచే ధోరణిని ఎదుర్కోవడానికి ఫిల్లర్ మెటల్‌కు ఫెర్రైట్ స్టెబిలైజర్‌లను కలుపుతారు. ఇది వెల్డింగ్ అనువర్తనాలలో థర్మల్ క్రాకింగ్‌ను నివారించడంలో సహాయపడుతుంది.
సంక్షిప్తంగా, మీరు ఆస్టెనిటిక్ SS వెల్డెడ్ జాయింట్లపై హాట్ క్రాక్స్‌ను తొలగించాలనుకుంటే, తగినంత ఫెర్రైట్ ఫిల్లర్ మెటల్ ఉందని నిర్ధారించుకోండి మరియు మంచి వెల్డింగ్ పద్ధతులను అనుసరించండి. హీట్ ఇన్‌పుట్‌ను 50 kJ/అంగుళం కంటే తక్కువగా ఉంచండి, ఇంటర్‌పాస్ ఉష్ణోగ్రతలను మధ్యస్థం నుండి తక్కువగా నిర్వహించండి మరియు సోల్డరింగ్ చేయడానికి ముందు సోల్డర్ జాయింట్లు ఎటువంటి కాలుష్యం లేకుండా ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోండి. వెల్డెడ్ జాయింట్‌పై ఫెర్రైట్ పరిమాణాన్ని ధృవీకరించడానికి తగిన గేజ్‌ను ఉపయోగించండి, ఇది 5 నుండి 10 వరకు ఉండేలా లక్ష్యంగా పెట్టుకోండి.
గతంలో ప్రాక్టికల్ వెల్డింగ్ టుడేగా పిలువబడిన వెల్డర్, మనం ప్రతిరోజూ ఉపయోగించే మరియు పనిచేసే ఉత్పత్తులను తయారుచేసే నిజమైన వ్యక్తులను పరిచయం చేస్తుంది. ఈ పత్రిక 20 సంవత్సరాలకు పైగా ఉత్తర అమెరికాలోని వెల్డింగ్ సమాజానికి సేవలందిస్తోంది.
ఇప్పుడు ది ఫ్యాబ్రికేటర్ డిజిటల్ ఎడిషన్‌కు పూర్తి యాక్సెస్‌తో, విలువైన పరిశ్రమ వనరులను సులభంగా పొందవచ్చు.
ది ట్యూబ్ & పైప్ జర్నల్ యొక్క డిజిటల్ ఎడిషన్ ఇప్పుడు పూర్తిగా అందుబాటులోకి వచ్చింది, దీని ద్వారా విలువైన పరిశ్రమ వనరులను సులభంగా పొందవచ్చు.
మెటల్ స్టాంపింగ్ మార్కెట్ కోసం తాజా సాంకేతిక పురోగతులు, ఉత్తమ పద్ధతులు మరియు పరిశ్రమ వార్తలను అందించే స్టాంపింగ్ జర్నల్ డిజిటల్ ఎడిషన్‌కు పూర్తి యాక్సెస్‌ను ఆస్వాదించండి.
ఇప్పుడు The Fabricator en Español డిజిటల్ ఎడిషన్‌కు పూర్తి యాక్సెస్‌తో, విలువైన పరిశ్రమ వనరులను సులభంగా పొందవచ్చు.