स्टेनलेस स्टील वेल्डिंगसाठी फिलर धातू कसे निवडायचे

वेन्झोउ तियान्यु इलेक्ट्रॉनिक कंपनी लिमिटेडचा हा लेख स्टेनलेस स्टील वेल्डिंगसाठी फिलर धातू निर्दिष्ट करताना काय विचारात घ्यावे हे स्पष्ट करतो.

स्टेनलेस स्टीलला इतके आकर्षक बनवणाऱ्या क्षमता - त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांना अनुकूल करण्याची क्षमता आणि गंज आणि ऑक्सिडेशनला प्रतिकार - वेल्डिंगसाठी योग्य फिलर धातू निवडण्याची जटिलता देखील वाढवतात. कोणत्याही बेस मटेरियल संयोजनासाठी, किंमतीच्या समस्या, सेवा अटी, इच्छित यांत्रिक गुणधर्म आणि वेल्डिंगशी संबंधित अनेक समस्यांवर अवलंबून, अनेक प्रकारच्या इलेक्ट्रोडपैकी कोणताही एक योग्य असू शकतो.

हा लेख वाचकांना विषयाच्या गुंतागुंतीची जाणीव करून देण्यासाठी आवश्यक तांत्रिक पार्श्वभूमी प्रदान करतो आणि नंतर फिलर मेटल पुरवठादारांना विचारल्या जाणाऱ्या काही सामान्य प्रश्नांची उत्तरे देतो. योग्य स्टेनलेस स्टील फिलर धातू निवडण्यासाठी ते सामान्य मार्गदर्शक तत्त्वे स्थापित करते - आणि नंतर त्या मार्गदर्शक तत्त्वांमधील सर्व अपवाद स्पष्ट करते! लेखात वेल्डिंग प्रक्रियांचा समावेश नाही, कारण तो दुसऱ्या लेखाचा विषय आहे.

चार ग्रेड, असंख्य मिश्रधातू घटक

स्टेनलेस स्टील्सचे चार मुख्य वर्ग आहेत:

ऑस्टेनिटिक
मार्टेन्सिटिक
फेरिटिक
डुप्लेक्स

ही नावे सामान्यतः खोलीच्या तापमानाला आढळणाऱ्या स्टीलच्या स्फटिकीय रचनेवरून घेतली आहेत. जेव्हा कमी-कार्बन स्टील 912 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त गरम केले जाते, तेव्हा स्टीलचे अणू खोलीच्या तापमानाला असलेल्या फेराइट नावाच्या रचनेपासून ऑस्टेनाइट नावाच्या क्रिस्टल रचनेत पुनर्रचना केले जातात. थंड झाल्यावर, अणू त्यांच्या मूळ रचनेत, फेराइटकडे परत येतात. उच्च-तापमानाची रचना, ऑस्टेनाइट, चुंबकीय नसलेली, प्लास्टिकची असते आणि त्याची ताकद खोलीच्या तापमानाला असलेल्या फेराइटपेक्षा कमी असते आणि लवचिकता जास्त असते.

जेव्हा स्टीलमध्ये १६% पेक्षा जास्त क्रोमियम जोडले जाते, तेव्हा खोलीच्या तापमानाची स्फटिक रचना, फेराइट, स्थिर होते आणि स्टील सर्व तापमानांना फेरिटिक स्थितीत राहते. म्हणूनच या मिश्रधातूच्या बेसला फेरिटिक स्टेनलेस स्टील हे नाव दिले जाते. जेव्हा स्टीलमध्ये १७% पेक्षा जास्त क्रोमियम आणि ७% निकेल जोडले जाते, तेव्हा स्टीलची उच्च-तापमानाची स्फटिक रचना, ऑस्टेनाइट, स्थिर होते जेणेकरून ते अगदी कमी ते जवळजवळ वितळण्यापर्यंत सर्व तापमानांवर टिकून राहते.

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलला सामान्यतः 'क्रोम-निकेल' प्रकार म्हणून संबोधले जाते आणि मार्टेन्सिटिक आणि फेरिटिक स्टील्सना सामान्यतः 'स्ट्रेट क्रोम' प्रकार म्हणतात. स्टेनलेस स्टील्स आणि वेल्ड धातूंमध्ये वापरले जाणारे काही मिश्रधातू घटक ऑस्टेनाइट स्टेबिलायझर म्हणून काम करतात आणि इतर फेराइट स्टेबिलायझर म्हणून काम करतात. सर्वात महत्वाचे ऑस्टेनाइट स्टेबिलायझर म्हणजे निकेल, कार्बन, मॅंगनीज आणि नायट्रोजन. फेराइट स्टेबिलायझर म्हणजे क्रोमियम, सिलिकॉन, मोलिब्डेनम आणि निओबियम. मिश्रधातू घटकांचे संतुलन केल्याने वेल्ड धातूमध्ये फेराइटचे प्रमाण नियंत्रित होते.

ऑस्टेनिटिक ग्रेड ५% पेक्षा कमी निकेल असलेल्यांपेक्षा अधिक सहज आणि समाधानकारकपणे वेल्डिंग केले जातात. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमध्ये तयार होणारे वेल्ड जॉइंट्स मजबूत, लवचिक आणि वेल्डिंग स्थितीत कठीण असतात. त्यांना सामान्यतः प्रीहीट किंवा पोस्ट-वेल्डिंग हीट ट्रीटमेंटची आवश्यकता नसते. वेल्डिंग केलेल्या स्टेनलेस स्टीलपैकी सुमारे ८०% ऑस्टेनिटिक ग्रेड असतात आणि हा परिचयात्मक लेख त्यांच्यावर जास्त लक्ष केंद्रित करतो.

तक्ता १: स्टेनलेस स्टीलचे प्रकार आणि त्यांचे क्रोमियम आणि निकेलचे प्रमाण.

सुरुवात{c,80%}

thead{प्रकार|% क्रोमियम|% निकेल|प्रकार}

tdata{ऑस्टेनिटिक|१६ - ३०%|८ - ४०%|२००, ३००}

tdata{मार्टेन्सिटिक|११ - १८%|० - ५%|४०३, ४१०, ४१६, ४२०}

tdata{फेरिटिक|११ - ३०%|० - ४%|४०५, ४०९, ४३०, ४२२, ४४६}

tdata{डुप्लेक्स|१८ - २८%|४ - ८%|२२०५}

कल{}

योग्य स्टेनलेस फिलर मेटल कसा निवडायचा

जर दोन्ही प्लेट्समधील बेस मटेरियल सारखेच असेल, तर मूळ मार्गदर्शक तत्व असे असायचे, 'बेस मटेरियल जुळवून सुरुवात करा.' काही प्रकरणांमध्ये ते चांगले काम करते; प्रकार 310 किंवा 316 मध्ये सामील होण्यासाठी, संबंधित फिलर प्रकार निवडा.

वेगवेगळ्या प्रकारच्या वस्तू जोडण्यासाठी, हे मार्गदर्शक तत्व पाळा: 'अधिक मिश्रधातू असलेल्या वस्तूशी जुळणारा फिलर निवडा.' ३०४ ते ३१६ जोडण्यासाठी, ३१६ फिलर निवडा.

दुर्दैवाने, 'मॅच नियम' मध्ये इतके अपवाद आहेत की एक चांगले तत्व म्हणजे, फिलर मेटल सिलेक्शन टेबलचा सल्ला घ्या. उदाहरणार्थ, टाइप ३०४ हे सर्वात सामान्य स्टेनलेस स्टील बेस मटेरियल आहे, परंतु कोणीही टाइप ३०४ इलेक्ट्रोड देत नाही.

टाइप ३०४ इलेक्ट्रोडशिवाय टाइप ३०४ स्टेनलेस कसे वेल्ड करावे

प्रकार ३०४ स्टेनलेस वेल्डिंग करण्यासाठी, प्रकार ३०८ फिलर वापरा, कारण प्रकार ३०८ मधील अतिरिक्त मिश्रधातू घटक वेल्ड क्षेत्र अधिक चांगल्या प्रकारे स्थिर करतील.

तथापि, 308L देखील एक स्वीकार्य फिलर आहे. कोणत्याही प्रकारा नंतर 'L' हा पदनाम कमी कार्बन सामग्री दर्शवितो. प्रकार 3XXL स्टेनलेसमध्ये कार्बन सामग्री 0.03% किंवा त्यापेक्षा कमी असते, तर मानक प्रकार 3XX स्टेनलेसमध्ये जास्तीत जास्त कार्बन सामग्री 0.08% असू शकते.

टाईप एल फिलर हा नॉन-एल उत्पादनासारख्याच वर्गीकरणात येत असल्याने, फॅब्रिकेटर्स टाईप एल फिलर वापरू शकतात आणि त्यांचा विचार त्यांनी केला पाहिजे कारण कमी कार्बनचे प्रमाण इंटरग्रॅन्युलर गंज समस्यांचा धोका कमी करते. खरं तर, जर फॅब्रिकेटर्सनी त्यांच्या प्रक्रिया फक्त अपडेट केल्या तर टाईप एल फिलर अधिक व्यापकपणे वापरला जाईल असा लेखकांचा दावा आहे.

GMAW प्रक्रिया वापरणारे फॅब्रिकेटर्स टाइप 3XXSi फिलर वापरण्याचा विचार करू शकतात, कारण सिलिकॉन जोडल्याने ओलेपणा सुधारतो. ज्या परिस्थितीत वेल्डचा मुकुट उंच किंवा खडबडीत असतो, किंवा जिथे वेल्ड डबके फिलेट किंवा लॅप जॉइंटच्या पायाच्या बोटांवर चांगले बांधले जात नाहीत, अशा परिस्थितीत Si टाइप GMAW इलेक्ट्रोड वापरल्याने वेल्ड बीड गुळगुळीत होऊ शकतो आणि चांगले फ्यूजन होऊ शकते.

जर कार्बाइड पर्जन्य चिंताजनक असेल, तर टाइप ३४७ फिलरचा विचार करा, ज्यामध्ये थोड्या प्रमाणात निओबियम असते.

स्टेनलेस स्टीलला कार्बन स्टीलमध्ये कसे वेल्ड करावे

ही परिस्थिती अशा अनुप्रयोगांमध्ये उद्भवते जिथे संरचनेच्या एका भागाला कमी खर्चासाठी कार्बन स्टील स्ट्रक्चरल घटकाशी जोडण्यासाठी गंज-प्रतिरोधक बाह्य पृष्ठभाग आवश्यक असतो. मिश्रधातू नसलेल्या बेस मटेरियलला मिश्रधातू असलेल्या बेस मटेरियलशी जोडताना, ओव्हर-अ‍ॅलॉय फिलर वापरा जेणेकरून वेल्ड मेटलमधील डायल्युशन स्टेनलेस बेस मेटलपेक्षा संतुलित राहील किंवा जास्त प्रमाणात मिश्रधातूयुक्त असेल.

कार्बन स्टीलला टाइप ३०४ किंवा ३१६ मध्ये जोडण्यासाठी, तसेच वेगवेगळ्या स्टेनलेस स्टील्सना जोडण्यासाठी, बहुतेक अनुप्रयोगांसाठी टाइप ३०९एल इलेक्ट्रोडचा विचार करा. जर जास्त Cr सामग्री हवी असेल, तर टाइप ३१२ चा विचार करा.

सावधानतेची बाब म्हणजे, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सचा विस्तार दर कार्बन स्टीलपेक्षा सुमारे ५० टक्के जास्त असतो. जोडल्यावर, योग्य इलेक्ट्रोड आणि वेल्डिंग प्रक्रिया वापरल्याशिवाय, अंतर्गत ताणांमुळे विस्ताराचे वेगवेगळे दर क्रॅक होऊ शकतात.

योग्य वेल्ड तयारी स्वच्छता प्रक्रिया वापरा.

इतर धातूंप्रमाणे, प्रथम तेल, ग्रीस, खुणा आणि घाण क्लोरीन नसलेल्या सॉल्व्हेंटने काढून टाका. त्यानंतर, स्टेनलेस वेल्ड तयार करण्याचा प्राथमिक नियम म्हणजे 'गंज टाळण्यासाठी कार्बन स्टीलपासून होणारे दूषित होणे टाळा.' काही कंपन्या क्रॉस-दूषितता टाळण्यासाठी त्यांच्या 'स्टेनलेस शॉप' आणि 'कार्बन शॉप' साठी स्वतंत्र इमारती वापरतात.

वेल्डिंगसाठी कडा तयार करताना ग्राइंडिंग व्हील्स आणि स्टेनलेस ब्रशेस 'केवळ स्टेनलेस' म्हणून नियुक्त करा. काही प्रक्रियांमध्ये जॉइंटपासून दोन इंच मागे साफसफाई करावी लागते. जॉइंटची तयारी देखील अधिक महत्त्वाची आहे, कारण इलेक्ट्रोड मॅनिपुलेशनसह विसंगतींची भरपाई करणे कार्बन स्टीलपेक्षा कठीण आहे.

गंज टाळण्यासाठी वेल्डिंगनंतर योग्य साफसफाईची प्रक्रिया वापरा.

सुरुवातीला, स्टेनलेस स्टील स्टेनलेस का बनते ते लक्षात ठेवा: क्रोमियमची ऑक्सिजनशी होणारी प्रतिक्रिया ज्यामुळे मटेरियलच्या पृष्ठभागावर क्रोमियम ऑक्साईडचा संरक्षक थर तयार होतो. कार्बाइडच्या वर्षावामुळे (खाली पहा) आणि वेल्डिंग प्रक्रियेमुळे वेल्ड धातू इतक्या बिंदूपर्यंत गरम होतो की वेल्डच्या पृष्ठभागावर फेरिटिक ऑक्साईड तयार होऊ शकतो, त्यामुळे स्टेनलेस स्टील गंजते. वेल्डिंगच्या स्थितीत सोडल्यास, पूर्णपणे सुदृढ वेल्ड २४ तासांपेक्षा कमी वेळात उष्णता-प्रभावित झोनच्या सीमेवर 'वॅगन गंजाचे ट्रेस' दाखवू शकते.

शुद्ध क्रोमियम ऑक्साईडचा एक नवीन थर योग्यरित्या सुधारू शकेल म्हणून, स्टेनलेस स्टीलला पॉलिशिंग, पिकलिंग, ग्राइंडिंग किंवा ब्रशिंगद्वारे वेल्डिंगनंतरची साफसफाई आवश्यक आहे. पुन्हा, या कामासाठी समर्पित ग्राइंडर आणि ब्रश वापरा.

स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग वायर चुंबकीय का असते?

पूर्णपणे ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील चुंबकीय नसलेले असते. तथापि, वेल्डिंग तापमानामुळे सूक्ष्म संरचनेत तुलनेने मोठे कण तयार होतात, ज्यामुळे वेल्ड क्रॅक-संवेदनशील बनते. गरम क्रॅकिंगची संवेदनशीलता कमी करण्यासाठी, इलेक्ट्रोड उत्पादक फेराइटसह मिश्रधातू घटक जोडतात. फेराइट टप्प्यामुळे ऑस्टेनिटिक कण जास्त बारीक होतात, त्यामुळे वेल्ड अधिक क्रॅक-प्रतिरोधक बनते.

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस फिलरच्या स्पूलला चुंबक चिकटत नाही, परंतु चुंबक धरलेल्या व्यक्तीला फेराइट टिकून राहिल्यामुळे थोडासा ओढा जाणवू शकतो. दुर्दैवाने, यामुळे काही वापरकर्त्यांना असे वाटते की त्यांच्या उत्पादनावर चुकीचे लेबल लावले गेले आहे किंवा ते चुकीचे फिलर धातू वापरत आहेत (विशेषतः जर त्यांनी वायर बास्केटमधून लेबल फाडले असेल तर).

इलेक्ट्रोडमध्ये फेराइटचे योग्य प्रमाण वापराच्या सर्व्हिस तापमानावर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, जास्त फेराइटमुळे कमी तापमानात वेल्डची कडकपणा कमी होतो. अशाप्रकारे, एलएनजी पाईपिंग वापरासाठी टाइप ३०८ फिलरचा फेराइट क्रमांक ३ ते ६ दरम्यान असतो, तर मानक टाइप ३०८ फिलरसाठी फेराइट क्रमांक ८ असतो. थोडक्यात, फिलर धातू सुरुवातीला सारखे वाटू शकतात, परंतु रचनेत लहान फरक महत्त्वाचे आहेत.

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स वेल्ड करण्याचा सोपा मार्ग आहे का?

सामान्यतः, डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्समध्ये अंदाजे ५०% फेराइट आणि ५०% ऑस्टेनाइटची सूक्ष्म रचना असते. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, फेराइट उच्च शक्ती आणि ताण गंज क्रॅकिंगला काही प्रतिकार प्रदान करतो तर ऑस्टेनाइट चांगली कडकपणा प्रदान करतो. एकत्रितपणे दोन टप्प्यांमुळे डुप्लेक्स स्टील्सना त्यांचे आकर्षक गुणधर्म मिळतात. डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्सची विस्तृत श्रेणी उपलब्ध आहे, ज्यामध्ये सर्वात सामान्य प्रकार २२०५ आहे; यामध्ये २२% क्रोमियम, ५% निकेल, ३% मॉलिब्डेनम आणि ०.१५% नायट्रोजन असते.

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग करताना, वेल्ड मेटलमध्ये जास्त फेराइट असल्यास समस्या उद्भवू शकतात (कमानाच्या उष्णतेमुळे अणू स्वतःला फेराइट मॅट्रिक्समध्ये व्यवस्थित करतात). भरपाई करण्यासाठी, फिलर मेटलना जास्त मिश्रधातू सामग्रीसह ऑस्टेनिटिक स्ट्रक्चरला प्रोत्साहन देणे आवश्यक आहे, सामान्यत: बेस मेटलपेक्षा 2 ते 4% जास्त निकेल. उदाहरणार्थ, वेल्डिंग प्रकार 2205 साठी फ्लक्स-कोर्ड वायरमध्ये 8.85% निकेल असू शकते.

वेल्डिंगनंतर इच्छित फेराइटचे प्रमाण २५ ते ५५% पर्यंत असू शकते (पण जास्त असू शकते). लक्षात ठेवा की ऑस्टेनाइटमध्ये सुधारणा होण्यासाठी थंड होण्याचा दर पुरेसा मंद असावा, परंतु इंटरमेटॅलिक फेज तयार करण्याइतका मंद नसावा किंवा उष्णता-प्रभावित क्षेत्रात अतिरिक्त फेराइट तयार करण्याइतका वेगवान नसावा. वेल्ड प्रक्रियेसाठी आणि निवडलेल्या फिलर मेटलसाठी उत्पादकाने शिफारस केलेल्या प्रक्रियांचे अनुसरण करा.

स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग करताना पॅरामीटर्सचे समायोजन

स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग करताना सतत पॅरामीटर्स (व्होल्टेज, अँपेरेज, आर्क लेंथ, इंडक्टन्स, पल्स रुंदी इ.) समायोजित करणाऱ्या फॅब्रिकेटर्ससाठी, सामान्य गुन्हेगार म्हणजे विसंगत फिलर मेटल रचना. मिश्रधातू घटकांचे महत्त्व लक्षात घेता, रासायनिक रचनेत अनेक फरकांचा वेल्ड कामगिरीवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो, जसे की खराब वेट आउट किंवा कठीण स्लॅग रिलीज. इलेक्ट्रोड व्यास, पृष्ठभागाची स्वच्छता, कास्ट आणि हेलिक्समधील फरक देखील GMAW आणि FCAW अनुप्रयोगांमधील कामगिरीवर परिणाम करतात.

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमध्ये कार्बाइडच्या अवक्षेपणाचे नियंत्रण

४२६-८७१ अंश सेल्सिअस तापमानात, ०.०२% पेक्षा जास्त कार्बनचे प्रमाण ऑस्टेनिटिक रचनेच्या धान्य सीमांमध्ये स्थलांतरित होते, जिथे ते क्रोमियमशी प्रतिक्रिया देऊन क्रोमियम कार्बाइड तयार करते. जर क्रोमियम कार्बनशी बांधलेले असेल, तर ते गंज प्रतिकारासाठी उपलब्ध नसते. गंजणाऱ्या वातावरणाच्या संपर्कात आल्यावर, आंतरग्रॅन्युलर गंज निर्माण होतो, ज्यामुळे धान्य सीमा खाल्ल्या जातात.

कार्बाइड पर्जन्य नियंत्रित करण्यासाठी, कमी-कार्बन इलेक्ट्रोड्स वापरून वेल्डिंग करून कार्बनचे प्रमाण शक्य तितके कमी (0.04% जास्तीत जास्त) ठेवा. कार्बनला निओबियम (पूर्वीचे कोलंबियम) आणि टायटॅनियम देखील बांधता येते, ज्यांचे क्रोमियमपेक्षा कार्बनशी अधिक जवळीक असते. या उद्देशासाठी टाइप 347 इलेक्ट्रोड बनवले जातात.

फिलर मेटल निवडीबद्दल चर्चेची तयारी कशी करावी

कमीत कमी, वेल्डेड भागाच्या अंतिम वापराबद्दल माहिती गोळा करा, ज्यामध्ये सेवा वातावरण (विशेषतः ऑपरेटिंग तापमान, संक्षारक घटकांचा संपर्क आणि अपेक्षित गंज प्रतिकाराची डिग्री) आणि इच्छित सेवा आयुष्य यांचा समावेश आहे. ऑपरेटिंग परिस्थितीत आवश्यक असलेल्या यांत्रिक गुणधर्मांबद्दलची माहिती खूप मदत करते, ज्यामध्ये ताकद, कडकपणा, लवचिकता आणि थकवा यांचा समावेश आहे.

बहुतेक आघाडीचे इलेक्ट्रोड उत्पादक फिलर मेटल निवडीसाठी मार्गदर्शक पुस्तके प्रदान करतात आणि लेखक या मुद्द्यावर जास्त भर देऊ शकत नाहीत: फिलर मेटल अॅप्लिकेशन मार्गदर्शकाचा सल्ला घ्या किंवा उत्पादकाच्या तांत्रिक तज्ञांशी संपर्क साधा. ते योग्य स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड निवडण्यात मदत करण्यासाठी आहेत.

TYUE च्या स्टेनलेस स्टील फिलर धातूंबद्दल अधिक माहितीसाठी आणि कंपनीच्या तज्ञांशी सल्लामसलत करण्यासाठी, www.tyuelec.com वर जा.