การใช้งานสแตนเลสไม่ใช่เรื่องยาก แต่การเชื่อมสแตนเลสนั้นต้องใส่ใจในรายละเอียดอย่างระมัดระวัง สแตนเลสไม่สามารถระบายความร้อนได้เหมือนเหล็กอ่อนหรืออลูมิเนียม และอาจสูญเสียความทนทานต่อการกัดกร่อนได้หากใช้ความร้อนมากเกินไป แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดจะช่วยรักษาความทนทานต่อการกัดกร่อนไว้ได้ ภาพ: Miller Electric
ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานท่อที่สำคัญมากมาย รวมถึงอาหารและเครื่องดื่มที่มีความบริสุทธิ์สูง ยา ภาชนะรับแรงดัน และการใช้งานปิโตรเคมี อย่างไรก็ตาม วัสดุนี้ไม่สามารถระบายความร้อนได้เหมือนเหล็กกล้าอ่อนหรืออลูมิเนียม และการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนได้ การใช้ความร้อนมากเกินไปและใช้โลหะเติมที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุสองประการ
การปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดบางประการสำหรับการเชื่อมสแตนเลสสามารถช่วยปรับปรุงผลลัพธ์และทำให้มั่นใจได้ว่าโลหะยังคงทนต่อการกัดกร่อนได้ นอกจากนี้ การปรับปรุงกระบวนการเชื่อมสามารถนำมาซึ่งประโยชน์ด้านผลผลิตโดยไม่กระทบต่อคุณภาพ
ในการเชื่อมสแตนเลส การเลือกโลหะเติมถือเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมปริมาณคาร์บอน โลหะเติมที่ใช้ในการเชื่อมท่อสแตนเลสควรช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อมและตอบสนองข้อกำหนดการใช้งาน
มองหาโลหะเติมที่มีตัวระบุ “L” เช่น ER308L เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูงสุดที่ต่ำกว่า ซึ่งช่วยรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมสแตนเลสคาร์บอนต่ำได้ การเชื่อมโลหะฐานคาร์บอนต่ำด้วยโลหะเติมมาตรฐานจะเพิ่มปริมาณคาร์บอนในรอยเชื่อม ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน หลีกเลี่ยงโลหะเติมที่มีเครื่องหมาย “H” เนื่องจากโลหะดังกล่าวมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า และได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง
ในการเชื่อมเหล็กสเตนเลส สิ่งสำคัญคือต้องเลือกโลหะเติมที่มีปริมาณธาตุเจือปนต่ำ (เรียกอีกอย่างว่า สิ่งเจือปน) โลหะเหล่านี้เป็นธาตุที่ตกค้างอยู่ในวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตโลหะเติม ได้แก่ แอนติโมนี สารหนู ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ธาตุเหล่านี้สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ
เนื่องจากสแตนเลสมีความอ่อนไหวต่อความร้อนมาก การเตรียมรอยต่อและการประกอบอย่างถูกต้องจึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมความร้อนเพื่อรักษาคุณสมบัติของวัสดุ เนื่องจากช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนหรือการประกอบที่ไม่สม่ำเสมอ คบเพลิงจะต้องอยู่ในตำแหน่งเดียวนานขึ้น และต้องใช้โลหะเติมมากขึ้นเพื่อเติมช่องว่างเหล่านั้น สิ่งนี้อาจทำให้เกิดความร้อนสะสมในบริเวณที่ได้รับผลกระทบ ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนร้อนเกินไป การประกอบที่ไม่ดีอาจทำให้การเชื่อมช่องว่างและการแทรกซึมของรอยเชื่อมทำได้ยากขึ้น ต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนต่างๆ พอดีกับสแตนเลสให้ใกล้เคียงที่สุด
ความสะอาดของวัสดุนี้ก็สำคัญมากเช่นกัน การปนเปื้อนหรือสิ่งสกปรกในปริมาณเล็กน้อยในรอยเชื่อมอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ลดความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย หากต้องการทำความสะอาดพื้นผิวก่อนการเชื่อม ให้ใช้แปรงพิเศษสแตนเลสที่ไม่ใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนหรืออลูมิเนียม
ในสแตนเลส การทำให้ไวต่อการกัดกร่อนถือเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียความทนทานต่อการกัดกร่อน ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่ออุณหภูมิในการเชื่อมและอัตราการระบายความร้อนผันผวนมากเกินไป จนทำให้โครงสร้างจุลภาคของวัสดุเปลี่ยนไป
การเชื่อม OD บนท่อสแตนเลสนี้ ซึ่งเชื่อมโดยใช้ GMAW และการสะสมโลหะแบบควบคุม (RMD) โดยไม่ล้างย้อนทางรากผ่าน มีลักษณะและคุณภาพคล้ายคลึงกับการเชื่อมด้วย GTAW แบบล้างย้อนทาง
โครเมียมออกไซด์เป็นส่วนสำคัญที่มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลส แต่หากปริมาณคาร์บอนในรอยเชื่อมสูงเกินไป โครเมียมคาร์ไบด์จะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะไปจับโครเมียมและป้องกันการเกิดโครเมียมออกไซด์ตามที่ต้องการ ซึ่งทำให้สเตนเลสมีความทนทานต่อการกัดกร่อน หากไม่มีโครเมียมออกไซด์เพียงพอ วัสดุก็จะไม่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการและจะเกิดการกัดกร่อน
การป้องกันการเกิดความไวขึ้นอยู่กับการเลือกโลหะเติมและการควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้ามา ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การเลือกโลหะเติมที่มีคาร์บอนต่ำสำหรับการเชื่อมสแตนเลสเป็นสิ่งสำคัญ อย่างไรก็ตาม บางครั้งจำเป็นต้องใช้คาร์บอนเพื่อให้มีความแข็งแรงสำหรับการใช้งานบางประเภท การควบคุมความร้อนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อโลหะเติมที่มีคาร์บอนต่ำไม่ใช่ทางเลือก
ลดระยะเวลาที่แนวเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะต้องคงอยู่ที่อุณหภูมิที่สูงให้น้อยที่สุด ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 950 ถึง 1,500 องศาฟาเรนไฮต์ (500 ถึง 800 องศาเซลเซียส) ยิ่งบัดกรีในช่วงนี้นานเท่าไร ความร้อนที่เกิดขึ้นก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ตรวจสอบและสังเกตอุณหภูมิระหว่างขั้นตอนในขั้นตอนการบัดกรีเสมอ
ทางเลือกอื่นคือการใช้โลหะเติมที่ออกแบบให้มีส่วนประกอบโลหะผสม เช่น ไททาเนียมและไนโอเบียม เพื่อป้องกันการเกิดคาร์ไบด์โครเมียม เนื่องจากส่วนประกอบเหล่านี้ยังส่งผลต่อความแข็งแรงและความเหนียว โลหะเติมเหล่านี้จึงไม่สามารถใช้ในทุกการใช้งานได้
การเชื่อมด้วยอาร์กทังสเตนแก๊ส (GTAW) สำหรับการผ่านรากโลหะ ถือเป็นวิธีการเชื่อมท่อสเตนเลสแบบดั้งเดิม ซึ่งปกติแล้วต้องใช้การล้างย้อนของอาร์กอนเพื่อช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่ด้านหลังของรอยเชื่อม อย่างไรก็ตาม การใช้กระบวนการเชื่อมลวดในท่อสเตนเลสกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในการใช้งานเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าก๊าซป้องกันต่างๆ ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุอย่างไร
ในการเชื่อมสแตนเลสโดยใช้กระบวนการเชื่อมด้วยอาร์กโลหะก๊าซ (GMAW) มักจะใช้ก๊าซอาร์กอนและคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนผสมของอาร์กอนและออกซิเจน หรือส่วนผสมของก๊าซสามชนิด (ฮีเลียม อาร์กอน และคาร์บอนไดออกไซด์) โดยทั่วไป ส่วนผสมเหล่านี้จะมีอาร์กอนหรือฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ และมีคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่า 5% เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์จะให้คาร์บอนแก่แหล่งเชื่อมและเพิ่มความเสี่ยงต่อการทำให้เกิดความไวต่อสารอื่น ไม่แนะนำให้ใช้อาร์กอนบริสุทธิ์สำหรับ GMAW บนสแตนเลส
ลวดเชื่อมฟลักซ์คอร์สำหรับสแตนเลสได้รับการออกแบบมาให้ทำงานกับส่วนผสมแบบดั้งเดิมของอาร์กอน 75% และคาร์บอนไดออกไซด์ 25% ฟลักซ์ประกอบด้วยส่วนผสมที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันไม่ให้คาร์บอนจากแก๊สป้องกันปนเปื้อนในรอยเชื่อม
เนื่องจากกระบวนการ GMAW ได้มีการพัฒนา จึงทำให้การเชื่อมท่อและท่อสแตนเลสมีความเรียบง่ายขึ้น แม้ว่าการใช้งานบางอย่างอาจยังคงต้องใช้กระบวนการ GTAW แต่กระบวนการลวดขั้นสูงสามารถให้คุณภาพที่คล้ายคลึงกันและผลผลิตที่สูงกว่าในการใช้งานสแตนเลสหลายๆ ประเภท
รอยเชื่อมสเตนเลส ID ที่ทำด้วย GMAW RMD มีคุณภาพและรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกับรอยเชื่อม OD ที่สอดคล้องกัน
การผ่านรากโดยใช้กระบวนการ GMAW ลัดวงจรที่ปรับเปลี่ยน เช่น การตกตะกอนโลหะที่ควบคุมโดย Miller (RMD) จะช่วยขจัดการชะล้างย้อนกลับในแอพพลิเคชั่นสแตนเลสออสเทนนิติกบางประเภท การผ่านราก RMD สามารถตามด้วยการผ่าน GMAW แบบพัลส์หรือการเติมและปิดฝาด้วยการเชื่อมด้วยอาร์กแบบแกนฟลักซ์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ช่วยประหยัดเวลาและเงินเมื่อเทียบกับการใช้ GTAW กับการเป่ากลับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับท่อขนาดใหญ่
RMD ใช้การถ่ายโอนโลหะลัดวงจรที่ควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อสร้างส่วนโค้งที่สงบและมีเสถียรภาพและแอ่งเชื่อม ซึ่งจะช่วยลดโอกาสเกิดการเหลื่อมล้ำจากความเย็นหรือการหลอมเหลวน้อยลง มีการกระเด็นน้อยลง และให้คุณภาพการเชื่อมผ่านรากท่อสูงขึ้น การถ่ายโอนโลหะที่ควบคุมอย่างแม่นยำยังช่วยให้เกิดการสะสมหยดโลหะที่สม่ำเสมอและควบคุมแอ่งเชื่อมได้ง่ายขึ้น จึงทำให้สามารถป้อนความร้อนและความเร็วในการเชื่อมได้ดีขึ้น
กระบวนการที่ไม่ธรรมดาสามารถเพิ่มผลผลิตในการเชื่อมได้ เมื่อใช้ RMD ความเร็วในการเชื่อมสามารถอยู่ที่ 6 ถึง 12 นิ้วต่อนาที เนื่องจากกระบวนการนี้เพิ่มผลผลิตโดยไม่ต้องให้ความร้อนชิ้นส่วนเพิ่มเติม จึงช่วยรักษาคุณสมบัติและความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสได้ การลดปริมาณความร้อนที่เข้าสู่กระบวนการยังช่วยควบคุมการเสียรูปของพื้นผิวอีกด้วย
กระบวนการ GMAW แบบพัลส์นี้ให้ความยาวส่วนโค้งที่สั้นกว่า กรวยส่วนโค้งที่แคบกว่า และใช้ความร้อนน้อยกว่าการถ่ายเทความร้อนแบบสเปรย์พัลส์ทั่วไป เนื่องจากกระบวนการนี้เป็นแบบวงปิด จึงแทบจะไม่มีการดริฟท์ของส่วนโค้งและระยะห่างจากปลายถึงชิ้นงาน ซึ่งจะช่วยให้ควบคุมแอ่งน้ำได้ง่ายขึ้นสำหรับการเชื่อมในและนอกสถานที่ ในที่สุด การเชื่อมต่อ GMAW แบบพัลส์สำหรับลูกปัดเติมและปิดฝาเข้ากับ RMD สำหรับลูกปัดราก ทำให้สามารถดำเนินการเชื่อมได้โดยใช้ลวดเส้นเดียวและก๊าซชนิดเดียว จึงช่วยลดเวลาในการเปลี่ยนกระบวนการได้
Tube & Pipe Journal ได้กลายมาเป็นนิตยสารฉบับแรกที่มุ่งเน้นการบริการด้านอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบัน ยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เพียงฉบับเดียวในอเมริกาเหนือที่มุ่งเน้นด้านอุตสาหกรรมและได้กลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ และเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีคุณค่าได้อย่างง่ายดาย
ตอนนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Tube & Pipe Journal ได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ซึ่งช่วยให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย