راهنمای انواع روشهای جوشکاری فولادهای زنگ نزن

جوشکاری فولادهای زنگ نزن دلیل اینکه از ایجاد ترک جلوگیری می کند اهمیت بسیاری دارد. فولاد زنگ نزن که استنلس استیل نیز خوانده می‌شود فولادی است که 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد. در این بخش از سایت فیدساکو قصد داریم تا انواع روشهای جوشکاری فولادهای زنگ نزن را معرفی کنیم.

به جز برخی استثنائات محدود، فولادهای زنگ نزن آستنیتی را می توان همچون فولادهای ساختمانی غیر آلیاژی و کم آلیاژ با هر دو روش ذوبی و فشاری جوشکاری کرد.

همچنین بخوانید : راهنمایی جوشکاری استیل با الکترود

فرایند جوشکاری این فولادها بسته به خواص فلز پایه (به عنوان مثال مقاومت نسبت به خوردگی و حرارت)، که فلز جوش نیز باید آنها را داشته باشد، متفاوت خواهد بود. در کاربردهای تخصصی تر، ماده مصرفی جوشکاری باید به همان اندازه یا بیشتر از فلز پایه، حاوی عناصر آلیاژی باشد.

• فولادهای پایدارشده و فلز جوش نباید زیاد پولیش شوند.
• فولادهای پایدار شده را می توان با مواد مصرفی جوشکاری با همان ترکیب و یا از نوع کم کربن جوشکاری کرد.
• بهتر است برای فولادهای کم کربن از الکترود جوشکاری یا سیم جوشهای کم کربن استفاده شود.
• آلیاژهای آستنیتی استاندارد نیتروژن دار با مواد مصرفی عادی جوشکاری می شوند که خواص کششی قابل قبولی داشته باشند. ترکیب و امتزاج با فلز پایه باید در حد پایینی نگاه داشته شود.
• ضریب انبساط حرارتی بالا باعث جمع شدگی درز اتصال می شود در نتیجه باید در فواصل کوتاه خال جوش زد.
• به علت رسانایی گرمایی پایین، گرما در منطقه جوش متمرکز شده و ممکن است از حد مجاز فراتر رود؛ در نتیجه میزان گرمای ورودی باید کنترل شود.

کاربرد فولادهای زنگ نزن

فولادهای زنگ نزن کاربردهای بسیاری دارند . فولادهای زنگ نزن یکی از آلیاژ های مهم آهن می باشد که در زندگی روزمره با آن سر و کار داریم.

از کابردهای مختلف فولاد زنگ نزن در صنایع می توان به لوله ، پروفیل و .. اشاره کردو همچنین از فولاد زنگ نزن برای موارد تزئینی مانند دستگیره درب ها، ساخت ساعت، وسائل تزئینی ، سینک ظرفشویی ، کابینت و .. استفاده می شود .

انواع فولادهای زنگ نزن

فولادهای زنگ نزن معمولا به 5 دسته تقسیم می شوند :

• مارتنزیتی
• فریتی
• آستنیتی
• آستنیتی- فریتی یا دو فازی
• رسوب سختی

جوشکاری فولادهای آستنیتی استاندارد

فلز جوش با ترکیب مشابه حاوی 4 تا 12 ( %5 تا FN15 ) ذرات دلتا فریت بوده و در نتیجه نسبت به ترکهای گرم مقاوم است.

• در شرایط خاص همچون شرایطی که که فلز جوش باید کامال خاصیت غیر مغناطیسی داشته باشد، یا مقاومت بالایی در برابر خوردگی نیاز باشد و یا درشرایط آب و هوایی سرمای خشک زیر صفر، پیشنهاد می شود از فلز جوش با ترکیب کامأل آستنیتی استفاده شود.
• ترکیب و امتزاج فلز پایه (درجه رقت) باید زیر 40 %بوده و ورود نیتروژن تا حد امکان پایین باشد تا از کاهش دلتافریت به میزان زیاد جلوگیری شود.
• پیش گرم الزم نیست و درجه حرارت بین پاسی حداکثرC° 150 باشد.
• قوس تنها در شیار جوش ایجاد می شود.
• ذرات دلتافریت در فاز مغناطیسی هستند.
• آستنیتهای حاوی کروم و نیکل، میتوانند با الکترود یا سیم جوش های کروم، نیکل- مولیبدن نیز جوشکاری شوند ولی در صورت نیاز به مقاومت نسبت به خوردگی، پیشنهاد می شود از مواد مصرفی با ترکیب مشابه استفاده شود.

جوشکاری فولادهای کامال آستنیتی

در هنگام جوشکاری فولادهای کامال آستنیتی باید به تمایل این فلزات به ترکهای گرم توجه شود. موارد زیر باید به دقت رعایت شوند:

• محل جوش باید کامال تمیز شود تا عوامل ایجاد ترکهای گرم، به ویژه گوگرد به درون جوش نفوذ نکنند.
• با توجه به طراحی، باید از تمرکز تنش در محل جوش و نیز ضخامت زیاد در دیواره ها جلوگیری شود.
• از تشکیل حوضچه مذاب بزرگ با حرارت بیش از حد جلوگیری شود تا بتوان دانه بندی را کوچک و تنشهای پسماند را در محل اتصال پایین نگاه داشت.

بدین منظور باید :
میزان گرمای ورودی محدود باشد. (حداکثر 10 تا 15 کیلوژول بر سانتیمتر)
در هنگام جوشکاری تا حد امکان از حرکتهای موجی خودداری شود.
پیش گرم انجام نشود و درجه حرارت بین پاسی حداکثر 130 تا 150 درجه سانتیگراد باشد.
چالۀ انتهای جوش کامال پر شود و در صورت لزوم با عملیات سنگ کاری برداشته شود.
برای جلوگیری از تشکیل شکاف در اثر تنشهای طولی، باید پاس ریشه نفوذ کافی داشته باشد.

جوشکاری فولادهای فریتی – آستنیتی

این فولادها با ساختاری متشکل از دو فاز دلتافریت و آستنیت به فولادهای داپلکس معروف بوده و برای جوشهای ذوبی بسیار مناسبند.

• بیشینه دمای کاری قابل قبول برای سازه های جوشکاری شده C°250 است. در محدودۀ دمایی بین C°250 تا C °900 در میزان تافنس(چقرمگی) کاهش خواهیم داشت چراکه در درجه حرارت C °475 فازهای بین فلزی شکننده شکل می گیرند.

• درمواد مصرفی جوشکاری با ترکیب مشابه در میزان نیتروژن، درصد نیکل به آرامی افزایش می یابد تا میزان تشکیل دلتا- فریت در فلز جوش را محدود کند. میزان امتزاج فولادهایی با درصد نیکل پایین تر، نباید از 40 %بیشتر شود. جوشکاری بدون اضافه کردن فلز جوش زمانی امکان پذیر خواهد بود که عملیات آنیل انحاللی و کوئینچ انجام شود.

• بدون پیش گرم جوشکاری شود؛ دمای بین پاسی برای فولادهایی با حدود 23 %کروم، حداکثر C °250 و برای فولادهایی با حدود 25 %کروم، حداکثر C°150 است.

• گرمای ورودی به نسبت فولادهای آستنیتی بالاتر است. بسته به نحوۀ جوشکاری و ضخامت قطعه کار، انتقال جریان برای فولادهای حاوی 23% کروم از 5 تا cm/25KJ و برای فولادهای حاوی 25 %کروم از 2 تا cm/15KJ است.

• فولادهایی که درصد دلتا فریت در آنها بالاتر باشد، استعداد بیشتری برای ترکهای هیدروژنی دارند. در نتیجه تا حد امکان باید میزان هیدروژن ترکیبی در هنگام جوشکاری را کاهش داد. ( برای مثال با خشک کردن الکترودهای روکش دار پیش از جوشکاری و عدم استفاده از هیدروژن در ترکیب گازهای محافظ)

جوشکاری فولادهای نیمه فریتی کروم دار

فلز جوش با ترکیب مشابه و نیز منطقه تحت تأثیر حرارت، حاوی درصدی از ترکیبات مارتنزیتی است و در صورت بازپخت، ترکیبی از دلتا فریت با کاربیدهای پراکنده به صورت ریز ایجاد می کند.

• پیش گرم و دمای بین پاسی بین C°200 تا C °300 است.

• عملیات آنیل پس از جوشکاری در دمای C °700 تا C °800 منجر به بازپخت مارتنزیت و حل شدن کاربیدهای کروم شده و خاصیت چقرمگی و مقاومت نسبت به خوردگی بین دانه ای را بالا می برد. (پایدارسازی)

• به دلیل بالا بودن احتمال ایجاد ترکهای سرد، درصد هیدروژن در محیط باید پایین باشد. (خشک کردن الکترودهای روکش دار پیش از جوشکاری و عدم استفاده از هیدروژن در ترکیب گازهای محافظ)

• در مورد مواد مصرفی با ترکیب مشابه اگر بخواهیم به جوشی همرنگ فلز پایه دست یابیم، باید ضریب انبساط حرارتی یکی بوده و جوش عاری از نیکل باشد.

• اگر بخواهیم چقرمگی جوش بالا باشد و امکان انجام عملیات حرارتی بعد از جوشکاری وجود نداشته باشد، استفاده از مواد مصرفی غیرهمجنس (آستنیتی یا آلیاژ نیکل – کروم) پیشنهاد می شود.

جوشکاری فولادهای فریتی کروم دار

در حرارتهای بالای C °950 ترکیبات فریتی خالص دانه درشت تشکیل می شوند. ترکیبات دانه درشت از چقرمگی بالایی برخوردار نیستند و با عملیات حرارتی ترمیم نمی شوند به این دلیل حرارت ورودی برای جوشکاری باید پایین باشد. (شدت جریان ضعیف، الکترودهایی با قطرهای کوچک، مهره جوشهای رشته ای یا فقط حرکت نوسانی کم)

• در فولادهای فریتی، درجه حرارت انتقال شکست نرم به ترد، که به وسیلۀ تست ضربه مشخص می شود، در محدوده دمای اتاق قرار دارد. برای جلوگیری از ایجاد ترک در منطقه تحت تأثیر حرارت و کاهش تنشهای پسماند، پیش گرم و دمای بین پاسی باید بین C °200 تا C °300 انتخاب شود.

• به دلیل احتمال بالای ایجاد ترکهای سرد، درصد هیدروژن در محیط باید تا حد امکان پایین باشد. ) خشک کردن الکترودهای روکش دار پیش از جوشکاری و عدم استفاده از هیدروژن در ترکیب گازهای محافظ)

• در جوشهای چند پاسی بهتر است الیه ها را از چقرمگی متفاوتی نسبت به فلز پایه انتخاب کرد.) مواد مصرفی آستنیتی یا آلیاژهای کروم – نیکل). اگر بخواهیم جوش همرنگ داشته باشیم باید از درصدهای پایین نیکل استفاده شود. الیۀ رویی فلز جوش باید ترکیبی مشابه فلز پایه داشته باشد.

• بازپخت در دمای C°700 تا C °800 بعد از اتمام جوشکاری چقرمگی را در منطقه تحت تأثیر حرارت و فلز جوش همسان افزایش داده، باعث کاهش تنشهای پسماند می شود و مقاومت نسبت به خوردگی بین دانه ای را افزایش می دهد. (پایدارسازی)

جوشکاری فولادهای مارتنزیتی کروم دار

این فولادها در مجاورت هوا سخت شده و تنها در موارد محدود قابلیت جوشکاری دارند. به منظور پایین نگاه داشتن سختی در منطقه تحت تأثیر
حرارت، پیش گرم و دمای بین پاسی باید بین C °200 تا C °300 انتخاب شود.

• فولادهایی با محتوای کربن بالاتر از 2/0 %برای ساختارهای جوشکاری شده مناسب نیس

• عملیات حرارتی پس گرم در دمای C °700 تا C °800 بالفاصله بعد از جوشکاری باعث افزایش چقرمگی در اتصاالت جوشکاری و همچنین کاهش تنشهای پسماند می شود.

• به دلیل احتمال ایجاد ترکهای سرد، درصد هیدروژن در محیط باید تا حد امکان پایین باشد. ) خشک کردن الکترودهای روکش دار پیش از جوشکاری و عدم استفاده از هیدروژن در ترکیب گازهای محافظ)

• اگر جوش همرنگ با فلز پایه و یا فلز جوش با درصد نیکل پایین مورد نیاز باشد، برای الیۀ رویی باید از ماده مصرفی جوشکاری با ترکیب مشابه با فلز پایه استفاده کرد.

• برای جوشکاری این فولادها معموأل از مواد مصرفی غیر همجنس آستنیتی بر اساس DIN8556 و برای فولادهایی که درصد کربن بالاتری داشته باشند از مواد مصرفی از جنس آلیاژ نیکل-کروم بر اساس 1736 DIN استفاده می شود.

جوشکاری فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی کروم – نیکل دار

درصد کربن پایین (حداکثر 05/0 )%باعث تشکیل مارتنزیتهای چکش خوار در منطقه تحت تأثیر حرارت و فلز جوشی با ترکیب مشابه می شود.

• پیش گرم در قطعه کارهای با ضخامت دیوارۀ زیاد، باید تا C °100 و حرارت پاسهای میانی از C °100 تا C °150 باشد.

• به دلیل احتمال ایجاد ترکهای سرد، درصد هیدروژن در محیط باید تا حد امکان پایین باشد. )خشک کردن الکترودهای روکش دار پیش از جوشکاری و عدم استفاده از هیدروژن در ترکیب گازهای محافظ)

• مواد مصرفی با ترکیب مشابه، فلز جوشی با ماکزیمم 04/0%کربن و 5 %دلتا فریت تشکیل می دهند.

• برای افزایش چکش خواری باید عملیات حرارتی پس گرم در دمای C °580 تا C °620 انجام شود.

فیدساکو فروشنده انواع الکترود جوشکاری و سیم جوش

فیدساکو فروشنده انواع محصولات با کیفیت الکترود جوشکاری ،سیم جوش ، ملزومات جوشکاری و  مواد مصرفی جوشکاری می باشد. شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات محصولات جوشکاری با شماره 02126209336 تماس حاصل فرمایید.

همراهان گرامی توجه داشته باشید که قطعات مورد استفاده برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن باید از جنسی مشابه فلز پایه انتخاب شوند.