چگونه مواد جوشکاری سیم و الکترود جوش فولاد ضد زنگ را انتخاب کنیم؟

چهار نوع فولاد ضد زنگ و نقش عناصر آلیاژی:

فولاد ضد زنگ را می توان به چهار نوع اصلی طبقه بندی کرد: فولاد زنگ نزن آستنیتی، مارتنزیتی، فریتی و دوبلکس (جدول 1). این طبقه بندی بر اساس ریزساختار فولاد ضد زنگ در دمای اتاق است. هنگامی که فولاد کم کربن تا 1550 درجه سانتیگراد گرم می شود، ریزساختار آن از فریت در دمای اتاق به آستنیت تغییر می کند. پس از خنک شدن، ریزساختار به فریت باز می گردد. آستنیت که در دماهای بالا وجود دارد، غیر مغناطیسی است و به طور کلی در مقایسه با فریت دمای اتاق، استحکام کمتری دارد اما شکل پذیری بهتری دارد.

هنگامی که محتوای کروم (Cr) در فولاد از 16٪ بیشتر شود، ریزساختار دمای اتاق در فاز فریت ثابت می شود و فریت را در تمام محدوده های دما حفظ می کند. این نوع فولاد ضد زنگ فریتی نامیده می شود. وقتی هم محتوای کروم (کروم) بالای 17 درصد و هم محتوای نیکل (نیکل) بالای 7 درصد باشد، فاز آستنیت پایدار می شود و آستنیت را از دمای پایین تا نقطه ذوب حفظ می کند.

فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولاً به عنوان نوع "Cr-N" شناخته می شود، در حالی که فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی و فریتی مستقیماً نوع "Cr" نامیده می شوند. عناصر موجود در فولاد ضد زنگ و فلزات پرکننده را می توان به عناصر آستنیت ساز و عناصر تشکیل دهنده فریت دسته بندی کرد. عناصر اولیه تشکیل دهنده آستنیت شامل Ni، C، منگنز و N هستند، در حالی که عناصر تشکیل دهنده فریت اولیه شامل Cr، Si، Mo و Nb می باشند. تنظیم محتوای این عناصر می تواند نسبت فریت را در اتصال جوش کنترل کند.

فولاد زنگ نزن آستنیتی، به ویژه هنگامی که حاوی کمتر از 5 درصد نیتروژن (N) باشد، جوشکاری آسان‌تر است و در مقایسه با فولادهای زنگ نزن با محتوای N کمتر، جوشکاری بهتری ارائه می‌دهد. اتصالات جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی استحکام و شکل پذیری خوبی از خود نشان می دهند و اغلب نیاز به عملیات حرارتی قبل و بعد از جوشکاری را از بین می برند. در زمینه جوشکاری فولاد زنگ نزن، فولاد زنگ نزن آستنیتی 80 درصد از کل استفاده از فولاد ضد زنگ را به خود اختصاص می دهد و آن را به تمرکز اصلی این مقاله تبدیل می کند.

نحوه انتخاب صحیحجوشکاری فولاد ضد زنگمواد مصرفی، سیم و الکترود؟

اگر مواد اصلی یکسان است، اولین قانون این است که "مطابقت با مواد اصلی". به عنوان مثال، اگر زغال سنگ به فولاد ضد زنگ 310 یا 316 متصل است، مواد زغال سنگ مربوطه را انتخاب کنید. هنگام جوشکاری مواد غیرمشابه، دستورالعمل انتخاب یک ماده پایه که با محتوای بالای عنصر آلیاژی مطابقت دارد را دنبال کنید. به عنوان مثال، هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ 304 و 316، مواد مصرفی جوش نوع 316 را انتخاب کنید. با این حال، بسیاری از موارد خاص نیز وجود دارد که از اصل "تطابق فلز پایه" پیروی نمی شود. در این سناریو، توصیه می شود "به نمودار انتخاب مواد مصرفی جوشکاری مراجعه کنید." به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ نوع 304 رایج ترین ماده پایه است، اما هیچ میله جوشکاری 304 وجود ندارد.

اگر مواد جوشکاری باید با فلز پایه مطابقت داشته باشد، چگونه می توان مواد جوشکاری را برای جوش دادن سیم و الکترود فولاد ضد زنگ 304 انتخاب کرد؟

هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ 304، از مواد مصرفی جوش نوع 308 استفاده کنید زیرا عناصر اضافی موجود در فولاد ضد زنگ 308 می توانند ناحیه جوش را بهتر تثبیت کنند. 308L نیز انتخاب قابل قبولی است. L نشان‌دهنده محتوای کربن کم، فولاد ضد زنگ 3XXL نشان‌دهنده محتوای کربن 0.03 درصد است، در حالی که فولاد ضد زنگ استاندارد 3XX می‌تواند تا 0.08 درصد کربن داشته باشد. از آنجایی که مواد مصرفی جوش نوع L به همان نوع طبقه بندی مواد مصرفی جوشکاری نوع L تعلق دارند، سازندگان باید از مواد مصرفی جوش نوع L به طور جداگانه استفاده کنند زیرا محتوای کربن کم آن می تواند تمایل به خوردگی بین دانه ای را کاهش دهد. در واقع نویسنده بر این باور است که اگر تولیدکنندگان بخواهند محصولات خود را ارتقا دهند، از مواد زرد L شکل بیشتر استفاده می شود. سازندگانی که از روش‌های جوش GMAW استفاده می‌کنند، از فولاد ضد زنگ نوع 3XXSi نیز استفاده می‌کنند زیرا SI می‌تواند خیس شدن و نشت قطعات را بهبود بخشد. در مواردی که قطعه زغال سنگ اوج بالاتری داشته باشد یا اتصال حوضچه جوش در نوک جوش زاویه درز کند یا جوش لبه ضعیف باشد، استفاده از سیم جوش محافظ گاز حاوی S می تواند درز زغال سنگ را مرطوب کرده و سرعت رسوب را بهبود بخشد. .