فیلر جوش استیل ۳۱۶ ایساب.قابلیت هایی استیل را بسیار جذاب می کند توانایی تنظیم خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون – همچنین پیچیدگی انتخاب یک فلز پرکننده مناسب را افزایش می دهد. برای هر ترکیب مواد پایه معین، هر یک از چندین نوع الکترود ممکن است بسته به مسائل هزینه، شرایط خدمات، خواص مکانیکی مطلوب و مجموعه ای از مسائل مربوط به جوشکاری مناسب باشد.
این مقاله پیش‌زمینه فنی لازم را برای درک پیچیدگی موضوع به خواننده ارائه می‌کند و سپس به برخی از رایج‌ترین سوالاتی که تامین‌کنندگان فلز پرکننده دریافت می‌کنند پاسخ می‌دهد. دستورالعمل‌های کلی برای انتخاب فلزات پرکننده استیل مناسب ایجاد می‌کند – و سپس تمام استثنائات آن دستورالعمل‌ها را توضیح می‌دهد! این مقاله روش‌های جوشکاری را پوشش نمی‌دهد، زیرا این موضوع برای مقاله دیگری است.
چهار دسته اصلی از فولادهای زنگ نزن وجود دارد: آستنیتی، مارتنزیتی، فریتی و دوبلکس. نام ها از ساختار کریستالی فولادی که معمولاً در دمای اتاق یافت می شود گرفته شده است. وقتی فولاد کم کربن بالاتر از ۹۱۲ درجه سانتیگراد گرم می شود، اتم های فولاد از ساختاری به نام فریت در دمای اتاق به ساختار بلوری به نام آستنیت بازآرایی می شوند. با سرد شدن، اتم های فولاد کم کربن به ساختار اصلی خود یعنی فریت باز می گردند. ساختار دمای بالا، آستنیت، غیر مغناطیسی، پلاستیکی است و دارای استحکام کمتر و شکل پذیری بیشتری نسبت به فرم دمای اتاق فریت است.
هنگامی که بیش از ۱۶ درصد کروم به فولاد اضافه می شود، ساختار کریستالی در دمای اتاق، فریت، تثبیت می شود و فولاد در تمام دماها در شرایط فریتی باقی می ماند. از این رو نام، استیل فریتی برای این پایه آلیاژی اعمال می شود. هنگامی که بیش از ۱۷ درصد کروم و ۷ درصد نیکل به فولاد اضافه می شود، ساختار کریستالی فولاد در دمای بالا، آستنیت، تثبیت می شود به طوری که در تمام دماها از بسیار پایین تا تقریباً ذوب باقی می ماند.
ضد زنگ آستنیتی معمولاً به عنوان نوع “کروم نیکل” نامیده می شود و فولادهای مارتنزیتی و فریتی معمولاً انواع “کروم مستقیم” نامیده می شوند. برخی از عناصر آلیاژی مورد استفاده در فولادهای زنگ نزن و فلزات جوش به عنوان تثبیت کننده آستنیت و برخی دیگر به عنوان تثبیت کننده فریت عمل می کنند. مهمترین تثبیت کننده های آستنیت نیکل، کربن، منگنز و نیتروژن هستند. تثبیت کننده های فریت کروم، سیلیکون، مولیبدن و نیوبیم هستند. متعادل کردن عناصر آلیاژی، مقدار فریت در فلز جوش را کنترل می کند.
گریدهای آستنیتی نسبت به آنهایی که کمتر از ۵ درصد نیکل دارند، راحت تر و رضایت بخش تر جوش داده می شوند. اتصالات جوشی تولید شده در فولادهای زنگ نزن آستنیتی در شرایط جوشکاری قوی، انعطاف پذیر و سخت هستند. آنها معمولاً نیازی به عملیات حرارتی پیش گرم یا پس از جوش ندارند. گریدهای آستنیتی تقریباً ۸۰ درصد از استیل جوش داده شده را تشکیل می دهند، و این مقاله مقدماتی به شدت بر روی آنها تمرکز دارد.
مانند سایر فلزات، ابتدا روغن، گریس، علائم و کثیفی را با یک حلال بدون کلر پاک کنید. پس از آن، قانون اولیه آماده سازی جوش ضد زنگ این است: “از آلودگی ناشی از فولاد کربنی برای جلوگیری از خوردگی خودداری کنید.” برخی از شرکت ها برای جلوگیری از آلودگی متقابل از ساختمان های جداگانه برای “فروشگاه ضد زنگ” و “فروشگاه کربن” خود استفاده می کنند.
هنگام آماده سازی لبه ها برای جوشکاری، چرخ های سنگ زنی و برس های ضد زنگ را به عنوان “فقط ضد زنگ” تعیین کنید. برخی از روش ها نیاز به تمیز کردن ۲ اینچی دارند. برگشت از مفصل آماده‌سازی مفصل نیز حیاتی‌تر است، زیرا جبران ناسازگاری‌ها با دستکاری الکترود سخت‌تر از فولاد کربنی است.
برای شروع، به یاد داشته باشید که چه چیزی یک استیل را ضد زنگ می کند: واکنش کروم با اکسیژن برای تشکیل یک لایه محافظ از اکسید کروم بر روی سطح ماده. زنگ زدگی زنگ زدگی به دلیل رسوب کاربید (به زیر مراجعه کنید) و به دلیل اینکه فرآیند جوشکاری فلز جوش را تا حدی گرم می کند که اکسید فریت روی سطح جوش تشکیل شود. اگر در حالت جوش باقی بماند، یک جوش کاملاً سالم ممکن است در کمتر از ۲۴ ساعت “ردهای زنگ واگن” را در مرزهای منطقه متاثر از گرما نشان دهد.
برای اینکه یک لایه جدید از اکسید کروم خالص بتواند به درستی اصلاح شود، استیل نیاز به تمیز کردن پس از جوش با پرداخت، ترشی، آسیاب یا برس زدن دارد. باز هم از آسیاب ها و برس های مخصوص این کار استفاده کنید.
استیلکاملا آستنیتی غیر مغناطیسی است. با این حال، دمای جوش، دانه نسبتاً بزرگی در ریزساختار ایجاد می‌کند که منجر به حساس شدن جوش به ترک می‌شود. برای کاهش حساسیت به ترک خوردگی داغ، تولیدکنندگان الکترود عناصر آلیاژی از جمله فریت را اضافه می کنند. فاز فریت باعث می شود که دانه های آستنیتی بسیار ریزتر شوند، بنابراین جوش در برابر ترک مقاوم تر می شود.
آهنربا به قرقره پرکننده ضد زنگ آستنیتی نمی چسبد، اما فردی که آهنربا در دست دارد ممکن است به دلیل فریت باقی مانده، کشش جزئی را احساس کند. متأسفانه، این باعث می شود که برخی از کاربران فکر کنند که محصول آنها برچسب اشتباهی داشته است یا از فلز پرکننده اشتباهی استفاده می کنند (به خصوص اگر برچسب را از سبد سیمی پاره کنند).
مقدار صحیح فریت در یک الکترود به دمای سرویس کاربرد بستگی دارد. به عنوان مثال، فریت بیش از حد باعث می شود که جوش در دماهای پایین چقرمگی خود را از دست بدهد. بنابراین، فیلر جوش استیل ۳۱۶ ایساب برای کاربرد لوله کشی LNG دارای عدد فریت بین ۳ تا ۶ است، در مقایسه با عدد فریت ۸ برای پرکننده استاندارد فیلر جوش استیل ۳۱۶ ایساب. به طور خلاصه، فلزات پرکننده ممکن است در ابتدا مشابه به نظر برسند، اما تفاوت های کوچک در ترکیب مهم است.
به طور معمول، استیل های دوبلکس دارای ساختاری متشکل از تقریباً ۵۰٪ فریت و ۵۰٪ آستنیت هستند. به عبارت ساده، فریت استحکام بالا و مقداری مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش ایجاد می کند در حالی که آستنیت چقرمگی خوبی را ارائه می دهد. ترکیب دو فاز به فولادهای دوبلکس خواص جذابی می دهد. طیف گسترده ای از استیل های دوبلکس موجود است که رایج ترین آنها نوع ۲۲۰۵ است. حاوی ۲۲% کروم، ۵% نیکل، ۳% مولیبدن و ۰٫۱۵% نیتروژن است.
هنگام جوشکاری استیل دوبلکس، اگر فلز جوش دارای فریت بیش از حد باشد، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود (گرمای قوس باعث می شود اتم ها خود را در یک ماتریس فریت قرار دهند). برای جبران، فلزات پرکننده نیاز به ارتقای ساختار آستنیتی با محتوای آلیاژ بالاتر، معمولاً ۲ تا ۴ درصد نیکل بیشتر نسبت به فلز پایه دارند. به عنوان مثال، سیم فلوکس کورد برای جوشکاری نوع ۲۲۰۵ ممکن است ۸٫۸۵ درصد نیکل داشته باشد.
محتوای فریت مورد نظر می تواند از ۲۵ تا ۵۵ درصد پس از جوشکاری متغیر باشد (اما می تواند بیشتر باشد). توجه داشته باشید که سرعت خنک‌سازی باید به اندازه‌ای آهسته باشد که به آستنیت اجازه اصلاح شود، اما نه آنقدر آهسته باشد که فازهای بین فلزی ایجاد کند و نه خیلی سریع که فریت اضافی در ناحیه تحت تأثیر گرما ایجاد شود. رویه های توصیه شده سازنده را برای فرآیند جوش و فلز پرکننده انتخاب شده دنبال کنید.
