ลักษณะการเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกและการเลือกแท่งเชื่อม

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีความสามารถในการเชื่อมได้ดีและปัจจุบันเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม โดยทั่วไปแล้ว ไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการทางเทคโนโลยีพิเศษในระหว่างการเชื่อม บทความนี้วิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับการเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อน การกัดกร่อนตามเกรน รอยแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น ความเปราะบางของรอยเชื่อม (ความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ ความเปราะตามเฟสซิกม่า ความเปราะตามเส้นหลอมรวม) สาเหตุและมาตรการป้องกัน

ผ่านการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีและเชิงปฏิบัติของลักษณะการเชื่อม จะมีการแนะนำหลักการเลือกและวิธีการเลือกอิเล็กโทรดสำหรับสแตนเลสออสเทนนิติกในการเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกันและในสภาพแวดล้อมการทำงานที่แตกต่างกัน

เหล็กกล้าไร้สนิมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในอุตสาหกรรมการบิน ปิโตรเลียม เคมี และพลังงานปรมาณู เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-นิกเกิล ตามองค์ประกอบทางเคมี และเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก และเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก-เฟอร์ริติกดูเพล็กซ์

ในกลุ่มเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก (เหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 18-8) มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทอื่นๆ มีความแข็งแรงต่ำกว่า แต่มีความเหนียวและความยืดหยุ่นสูง มีประสิทธิภาพในการเชื่อมดี มักใช้ในภาชนะใส่สารเคมี อุปกรณ์ต่างๆ และถือเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมในปัจจุบัน

แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกจะมีข้อดีหลายประการ แต่หากกระบวนการเชื่อมไม่ถูกต้องหรือเลือกวัสดุเชื่อมไม่ถูกต้อง ก็อาจเกิดข้อบกพร่องขึ้นได้มากมาย ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานในที่สุด

ลักษณะการเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

• มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเนื่องจากความร้อน

รอยแตกร้าวจากความร้อนของสเตนเลสออสเทนนิติกนั้นสามารถเกิดข้อบกพร่องได้ค่อนข้างง่ายในระหว่างการเชื่อม เช่น รอยแตกร้าวตามยาวและตามขวางของรอยเชื่อม รอยแตกร้าวจากเสี้ยน รอยแตกร้าวที่โคนของรอยเชื่อมด้านหลัง และรอยแตกร้าวระหว่างชั้นของรอยเชื่อมหลายชั้น เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีปริมาณนิกเกิลค่อนข้างสูง สเตนเลสออสเทนนิติกที่มีปริมาณสูงนั้นผลิตได้ง่ายกว่า

1.สาเหตุ

(1) เส้นเฟสของเหลวและของแข็งของสแตนเลสออสเทนนิติกมีช่วงเวลากว้าง เวลาการตกผลึกยาวนาน และการวางแนวผลึกของออสเทนไนต์เฟสเดียวมีความแข็งแกร่ง ดังนั้น การแยกตัวของสิ่งเจือปนจึงค่อนข้างร้ายแรง

(2) ค่าการนำความร้อนมีค่าน้อยและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีค่ามาก ซึ่งจะทำให้เกิดความเค้นภายในการเชื่อมที่มีค่ามาก (โดยทั่วไปคือความเค้นดึงของรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน) ในระหว่างการเชื่อม

(3) ส่วนประกอบในสเตนเลสออสเทนนิติก เช่น C, S, P, Ni เป็นต้น จะสร้างจุดหลอมเหลวยูเทกติกต่ำในแอ่งหลอมเหลว ตัวอย่างเช่น จุดหลอมเหลวของ Ni3S2 ที่เกิดจาก S และ Ni คือ 645 องศา ในขณะที่จุดหลอมเหลวของ Ni-Ni3S2 ยูเทกติกอยู่ที่ 625 องศาเท่านั้น

2. มาตรการป้องกัน

(1) ใช้การเชื่อมโครงสร้างสองเฟสเพื่อให้โลหะเชื่อมเป็นโครงสร้างสองเฟสของออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์ให้ได้มากที่สุด และควบคุมปริมาณเฟอร์ไรต์ให้ต่ำกว่า 3 ถึง 5% ซึ่งอาจรบกวนทิศทางของผลึกคอลัมน์ออสเทไนต์ การปรับความละเอียดของเมล็ดพืช และเฟอร์ไรต์สามารถละลายสิ่งเจือปนได้มากกว่าออสเทไนต์ จึงลดการแยกตัวของยูเทกติกที่มีจุดหลอมเหลวต่ำในขอบเมล็ดพืชออสเทไนต์

(2) มาตรการกระบวนการเชื่อม ในกระบวนการเชื่อม พยายามใช้ขั้วไฟฟ้าที่มีคุณภาพสูงที่มีการเคลือบด้วยด่าง ใช้พลังงานเส้นเล็ก กระแสไฟฟ้าน้อย เชื่อมเร็ว ไม่แกว่ง พยายามเติมหลุมอาร์กที่ปลาย และใช้การเชื่อมด้วยอาร์กอาร์กอนเพื่อลดรอยเชื่อม ฯลฯ ลดความเครียดในการเชื่อมและรอยแตกร้าวของหลุม

(3) ควบคุมองค์ประกอบทางเคมี จำกัดปริมาณสิ่งเจือปน เช่น S และ P ในรอยเชื่อมอย่างเคร่งครัด เพื่อลดจุดหลอมเหลวต่ำของยูเทกติก

• การกัดกร่อนระหว่างเม็ดเกรน

การกัดกร่อนเกิดขึ้นระหว่างเมล็ดพืช ซึ่งส่งผลให้การยึดเกาะระหว่างเมล็ดพืชสูญเสียไป สูญเสียความแข็งแรงเกือบทั้งหมด และแตกหักตามขอบเมล็ดพืชเมื่อได้รับแรงเครียด

1.สาเหตุ

ตามทฤษฎีการหมดไปของโครเมียม เมื่อเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ทำให้ไวต่อความรู้สึก 450 ถึง 850 องศา (โซนอุณหภูมิอันตราย) เนื่องมาจากรัศมีอะตอมของโครเมียมมีขนาดใหญ่ อัตราการแพร่กระจายจึงน้อย และคาร์บอนอิ่มตัวเกินมีแนวโน้มที่จะเป็นเกรนออสเทไนต์ ขอบเขตแพร่กระจายและสร้าง Cr23C6 ที่ขอบเขตเกรนร่วมกับสารประกอบโครเมียมที่ขอบเขตเกรน ส่งผลให้ขอบเขตเกรนมีโครเมียมไม่ดี ซึ่งไม่เพียงพอที่จะต้านทานการกัดกร่อน

2. มาตรการป้องกัน

(1) การควบคุมปริมาณคาร์บอน

ใช้วัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมคาร์บอนต่ำหรือคาร์บอนต่ำมาก (W(C) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%) เช่น A002 เป็นต้น

(2) เพิ่มสารคงตัว

การเติม Ti, Nb และธาตุอื่นๆ ที่มีความสัมพันธ์กับ C มากกว่า Cr ในเหล็กและวัสดุเชื่อมสามารถรวมกับ C เพื่อสร้างคาร์ไบด์ที่เสถียร จึงหลีกเลี่ยงการหมดโครเมียมที่ขอบเกรนออสเทไนต์ได้ เหล็กกล้าไร้สนิมและวัสดุเชื่อมที่ใช้กันทั่วไปประกอบด้วย Ti, Nb เช่น เหล็ก 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni12MO2Ti, อิเล็กโทรด E347-15, ลวดเชื่อม H0Cr19Ni9Ti เป็นต้น

(3) นำเอาการจัดองค์กรแบบสองทางมาใช้

ธาตุที่สร้างเฟอร์ไรต์จำนวนหนึ่ง เช่น Cr, Si, AL, MO ฯลฯ จะถูกหลอมลงในรอยเชื่อมด้วยลวดเชื่อมหรืออิเล็กโทรด ทำให้รอยเชื่อมเกิดโครงสร้างแบบสองเฟสของออสเทไนต์ + เฟอร์ไรต์ เนื่องจาก Cr อยู่ใน อัตราการแพร่กระจายในเฟอร์ไรต์เร็วกว่าในออสเทไนต์ ดังนั้น Cr จึงแพร่กระจายไปยังขอบเกรนได้เร็วกว่าในเฟอร์ไรต์ ซึ่งช่วยบรรเทาปรากฏการณ์การหมดไปของโครเมียมในขอบเกรนออสเทไนต์ โดยทั่วไป ปริมาณเฟอร์ไรต์ในโลหะเชื่อมจะถูกควบคุมให้อยู่ที่ 5% ถึง 10% หากมีเฟอร์ไรต์มากเกินไป รอยเชื่อมจะเปราะ

(4) การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากสแตนเลสออสเทนนิติกไม่ก่อให้เกิดการแข็งตัว ดังนั้นในระหว่างกระบวนการเชื่อม คุณสามารถลองเพิ่มอัตราการเย็นตัวของรอยเชื่อมได้ เช่น การทำให้เย็นลงด้วยแผ่นรองทองแดงหรือรดน้ำโดยตรงใต้รอยเชื่อม

ในกระบวนการเชื่อม อาจใช้วิธีการเชื่อมด้วยกระแสไฟฟ้าต่ำ ความเร็วในการเชื่อมสูง อาร์กสั้น และการเชื่อมหลายรอบ เพื่อย่นระยะเวลาที่รอยเชื่อมต้องคงอยู่ในบริเวณที่มีอุณหภูมิอันตราย เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดบริเวณที่โครเมียมหมด

(5) ดำเนินการบำบัดด้วยสารละลายหรือการอบด้วยความร้อนแบบทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน หลังจากเชื่อมแล้ว ให้ให้ความร้อนกับรอยเชื่อมจนถึงระดับ 1050-1100 องศา เพื่อให้คาร์ไบด์ละลายอีกครั้งเป็นออสเทไนต์ จากนั้นจึงทำการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างโครงสร้างออสเทไนต์เฟสเดียวที่เสถียร

นอกจากนี้ ยังสามารถทำการบำบัดความร้อนแบบโฮโมจีไนซ์ที่ 850-900 องศาเป็นเวลา 2 ชั่วโมงได้อีกด้วย ในเวลานี้ โครเมียมในเกรนออสเทไนต์จะแพร่กระจายไปถึงขอบเกรน และปริมาณโครเมียมที่ขอบเกรนจะสูงถึง 12% อีกครั้ง เพื่อไม่ให้เกิดการก่อตัวของเกรน

• การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น

ความเสียหายจากการกัดกร่อนของโลหะภายใต้การกระทำร่วมกันของความเค้นและตัวกลางที่กัดกร่อน จากกรณีการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นและการศึกษาทดลองของอุปกรณ์และชิ้นส่วนสแตนเลส สามารถพิจารณาได้ว่าภายใต้การกระทำร่วมกันของความเค้นดึงสถิตบางอย่างและตัวกลางทางเคมีไฟฟ้าเฉพาะที่อุณหภูมิบางอย่าง สแตนเลสที่มีอยู่มีความเป็นไปได้ที่จะก่อให้เกิดการกัดกร่อนจากความเค้น

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของการกัดกร่อนจากความเค้นคือการเลือกสรรในการรวมกันของสื่อกัดกร่อนและวัสดุ การกัดกร่อนจากความเค้นของสเตนเลสออสเทนนิติกนั้นเกิดขึ้นได้ง่าย โดยเฉพาะกรดไฮโดรคลอริกและไอออนคลอไรด์ที่มีคลอไรด์ รวมถึงกรดซัลฟิวริก กรดไนตริก ไฮดรอกไซด์ (ด่าง) น้ำทะเล ไอระเหยของน้ำ H2S สารละลายน้ำ NaHCO3NH3NaCl เข้มข้นและสื่ออื่นๆ

1.สาเหตุ

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นเป็นปรากฏการณ์การแตกร้าวแบบล่าช้าที่เกิดขึ้นเมื่อรอยเชื่อมได้รับแรงดึงในสภาพแวดล้อมกัดกร่อนเฉพาะ การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นของรอยเชื่อมสเตนเลสออสเทนนิติกเป็นรูปแบบความล้มเหลวร้ายแรงของรอยเชื่อม ซึ่งแสดงออกมาในลักษณะการล้มเหลวแบบเปราะบางโดยไม่มีการเสียรูปถาวร

2. มาตรการป้องกัน

(1) กำหนดกระบวนการขึ้นรูปและกระบวนการประกอบอย่างสมเหตุสมผลเพื่อลดระดับการเสียรูปจากการทำงานเย็น หลีกเลี่ยงการประกอบแบบบังคับ และป้องกันรอยแผลเป็นทุกประเภทในระหว่างกระบวนการประกอบ (รอยแผลเป็นและการไหม้จากส่วนโค้งทุกประเภทจะกลายเป็นแหล่งแตกร้าวของ SCC ซึ่งอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้ง่าย)

(2) การเลือกวัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อมที่เหมาะสม ตะเข็บเชื่อมและโลหะฐานควรตรงกันโดยไม่มีโครงสร้างที่ไม่ดี เช่น เมล็ดโลหะที่หยาบและมาร์เทนไซต์ที่แข็งและเปราะ

(3) ใช้กระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมมีรูปร่างดีและไม่ก่อให้เกิดความเค้นรวมหรือข้อบกพร่องเป็นหลุม เช่น รอยตัดใต้ผิว เป็นต้น ใช้ลำดับการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อลดระดับความเค้นตกค้างจากการเชื่อม ตัวอย่างเช่น หลีกเลี่ยงการเชื่อมไขว้ เปลี่ยนร่องรูปตัว Y เป็นร่องรูปตัว X ลดมุมร่องให้เหมาะสม ใช้ลูกปัดเชื่อมสั้น และใช้พลังงานเส้นเล็ก

(4) การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อการอบชุบเพื่อบรรเทาความเค้น เช่น การอบให้ร้อนอย่างสมบูรณ์หรือการอบชุบหลังจากการเชื่อม ส่วนการตอกหลังการเชื่อมหรือการพ่นลูกปืนจะใช้เมื่อการอบชุบด้วยความร้อนทำได้ยาก

(5) มาตรการการจัดการการผลิตเพื่อควบคุมสิ่งเจือปนในตัวกลาง เช่น O2, N2, H2O ฯลฯ ในตัวกลางแอมโมเนียเหลว H2S ในก๊าซปิโตรเลียมเหลว O2, Fe3+, Cr6+ ฯลฯ ในสารละลายคลอไรด์ การบำบัดป้องกันการกัดกร่อน เช่น ชั้นเคลือบ การบุผิวหรือการป้องกันแคโทดิก ฯลฯ เพิ่มสารยับยั้งการกัดกร่อน

• ความเปราะบางของรอยเชื่อม

หลังจากที่เชื่อมโลหะสเตนเลสออสเทนนิติกด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงเป็นระยะเวลาหนึ่ง ปรากฏการณ์ความเหนียวต่อแรงกระแทกจะลดลง ซึ่งเรียกว่า ความเปราะบาง

1. ความเปราะบางของโลหะเชื่อมที่อุณหภูมิต่ำ (ความเปราะบาง 475 องศา)

(1) สาเหตุ

โครงสร้างการเชื่อมแบบสองเฟสที่มีเฟสเฟอร์ไรต์มากขึ้น (มากกว่า 15% ถึง 20%) หลังจากให้ความร้อนที่ 350 ถึง 500 องศา ความเป็นพลาสติกและความเหนียวจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากความเร็วในการเปราะจะเร็วที่สุดที่ 475 องศา จึงเรียกว่าการเปราะที่ 475 องศา

สำหรับรอยเชื่อมสเตนเลสออสเทนนิติก ความทนทานต่อการกัดกร่อนหรือความทนทานต่อออกซิเดชันอาจไม่ใช่คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดเสมอไป แต่เมื่อใช้ที่อุณหภูมิต่ำ ความเหนียวเชิงพลาสติกของโลหะเชื่อมจะกลายเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ

เพื่อตอบสนองความต้องการความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ โครงสร้างเชื่อมมักหวังว่าจะได้โครงสร้างออสเทไนต์แบบเดียวเพื่อหลีกเลี่ยงการมีอยู่ของเฟอร์ไรต์เดลต้า การมีเฟอร์ไรต์เดลต้าจะทำให้ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำลดลงเสมอ และยิ่งมีเนื้อหามาก ความเปราะบางก็จะยิ่งร้ายแรงมากขึ้น

(2) มาตรการป้องกัน

①บนพื้นฐานของการรับประกันความต้านทานการแตกร้าวและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะเชื่อม ควรควบคุมเฟสเฟอร์ไรต์ไว้ที่ระดับต่ำ ประมาณ 5%

②รอยเชื่อมที่เปราะบางที่อุณหภูมิ 475 องศา สามารถขจัดออกได้ด้วยการชุบแข็งที่อุณหภูมิ 900 องศา

2. ความเปราะบางของรอยเชื่อมแบบเฟสซิกม่า

(1) สาเหตุ

The long-term use of austenitic stainless steel welded joints in the temperature range of 375 to 875 ° C will produce an inter-FeCr compound called σ phase. The σ phase is hard and brittle (HRC>68).

เนื่องจากการตกตะกอนของเฟส σ ความเหนียวต่อแรงกระแทกของรอยเชื่อมจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งเรียกว่าการเปราะบางของเฟส σ โดยทั่วไป เฟส σ จะปรากฏเฉพาะในรอยเชื่อมโครงสร้างสองเฟสเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิการใช้งานเกิน 800 ~ 850 องศา เฟส σ จะตกตะกอนในรอยเชื่อมออสเทไนต์เฟสเดียวด้วย

(2) มาตรการป้องกัน

①จำกัดปริมาณเฟอร์ไรต์ในโลหะเชื่อม (น้อยกว่า 15%) ให้ใช้วัสดุเชื่อมที่เป็นโลหะผสมพิเศษ นั่นคือ วัสดุเชื่อมที่มีนิกเกิลสูง และควบคุมปริมาณ Cr, Mo, Ti, Nb และธาตุอื่นๆ อย่างเคร่งครัด

② ใช้ข้อกำหนดขนาดเล็กเพื่อลดระยะเวลาที่โลหะเชื่อมคงอยู่ที่อุณหภูมิสูง

③ เฟส σ ที่ถูกตกตะกอนจะถูกนำไปบำบัดด้วยสารละลายของแข็งเมื่อเงื่อนไขเอื้ออำนวย เพื่อให้เฟส σ ละลายเข้าไปในออสเทไนต์

④ให้ความร้อนบริเวณรอยเชื่อมถึงระดับ 1000-1050 องศา จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไป เฟส σ จะไม่เกิดขึ้นในเหล็ก 1Cr18Ni9Ti

3.สายฟิวชั่นเปราะบาง

(1) สาเหตุ

เมื่อเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน จะเกิดการแตกแบบเปราะตามเกรนไม่กี่เกรนนอกแนวหลอมรวม

(2) มาตรการป้องกันและควบคุม

การเติม Mo ลงในเหล็กสามารถปรับปรุงความสามารถของเหล็กในการต้านทานการแตกเปราะที่อุณหภูมิสูงได้

จากการวิเคราะห์ข้างต้น การเลือกมาตรการการเชื่อมหรือวัสดุเชื่อมที่เหมาะสมเท่านั้นจึงจะหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเชื่อมดังกล่าวข้างต้นได้ สเตนเลสออสเทนนิติกมีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม และสามารถใช้วิธีการเชื่อมเกือบทั้งหมดสำหรับการเชื่อมสเตนเลสออสเทนนิติกได้

การเชื่อมด้วยอาร์กอิเล็กโทรดมีข้อดีหลายประการ เช่น สามารถปรับให้เข้ากับตำแหน่งต่างๆ และความหนาของแผ่นที่แตกต่างกันได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ต่อไปนี้จะเน้นที่การวิเคราะห์หลักการและวิธีการคัดเลือกอิเล็กโทรดสเตนเลสออสเทนนิติกภายใต้การใช้งานที่แตกต่างกัน

จุดสำคัญในการเลือกอิเล็กโทรดสำหรับสเตนเลสออสเทนนิติก

สแตนเลสส่วนใหญ่ใช้สำหรับการต้านทานการกัดกร่อน แต่ยังใช้เป็นเหล็กทนความร้อนและเหล็กอุณหภูมิต่ำ ดังนั้นเมื่อเชื่อมสแตนเลส ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดจะต้องตรงกับจุดประสงค์ของสแตนเลส ต้องเลือกอิเล็กโทรดสแตนเลสตามโลหะพื้นฐานและสภาพการทำงาน (รวมถึงอุณหภูมิในการทำงานและสื่อสัมผัส ฯลฯ)

(1) ข้อ 1

โดยทั่วไป การเลือกอิเล็กโทรดอาจอ้างอิงถึงวัสดุของโลหะพื้นฐาน และเลือกอิเล็กโทรดที่มีองค์ประกอบเดียวกันหรือคล้ายคลึงกับโลหะพื้นฐาน เช่น A102 สอดคล้องกับ 0Cr18Ni9, A137 สอดคล้องกับ 1Cr18Ni9Ti

(2) ข้อ 2

เนื่องจากปริมาณคาร์บอนมีอิทธิพลอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลส จึงมักเลือกใช้ขั้วไฟฟ้าสเตนเลสที่มีปริมาณคาร์บอนในโลหะที่สะสมไม่สูงกว่าโลหะฐาน เช่น 316L จะต้องใช้ขั้วไฟฟ้า A022

(3) ข้อ 3

โลหะเชื่อมของสเตนเลสออสเทนนิติกจะต้องมีคุณสมบัติเชิงกล ซึ่งสามารถตรวจสอบได้จากคุณสมบัติกระบวนการเชื่อม

(4) ข้อ 4 (เหล็กทนความร้อนออสเทนนิติก)

สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมทนความร้อน (เหล็กทนความร้อนออสเทนนิติก) ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง ควรเลือกใช้อิเล็กโทรดที่ตรงตามคุณสมบัติความต้านทานการแตกร้าวจากความร้อนของโลหะเชื่อม และประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงของรอยเชื่อมเป็นหลัก

1. สำหรับเหล็กทนความร้อนออสเทนนิติกที่มี Cr/Ni มากกว่าหรือเท่ากับ 1 เช่น 1Cr18Ni9Ti เป็นต้น มักใช้ขั้วไฟฟ้าสเตนเลสออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก และแนะนำให้โลหะเชื่อมมีเฟอร์ไรต์ 2-5% เมื่อเฟอร์ไรต์มีปริมาณต่ำเกินไป ความต้านทานการแตกร้าวของโลหะเชื่อมก็จะต่ำ หากสูงเกินไป จะเกิดเฟสการเปราะแบบซิกม่าได้ง่ายในระหว่างการใช้งานที่อุณหภูมิสูงหรือการอบชุบด้วยความร้อนเป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าว

เช่น A002, A102, A137 ในการใช้งานพิเศษบางอย่างที่อาจจำเป็นต้องใช้โลหะเชื่อมออสเทนนิติกทั้งหมด เช่น อิเล็กโทรด A402, A407 เป็นต้น

2. สำหรับเหล็กออสเทนนิติกที่ทนทานต่อความร้อนพร้อม Cr/Ni<1, such as Cr16Ni25Mo6, etc., it is generally necessary to increase the Mo, W, Mn in the weld metal while ensuring that the chemical composition of the weld metal is approximately similar to that of the base metal. The content of such elements can improve the crack resistance of the weld while ensuring the thermal strength of the weld metal. Such as using A502, A507.

(5) ข้อ 5 (สแตนเลสทนการกัดกร่อน)

เพื่อให้สแตนเลสทนการกัดกร่อนที่ใช้งานในสื่อกัดกร่อนต่างๆ ควรเลือกอิเล็กโทรดตามสื่อและอุณหภูมิในการทำงาน และควรให้แน่ใจว่ามีความต้านทานการกัดกร่อน (ทำการทดสอบประสิทธิภาพการกัดกร่อนของข้อต่อที่เชื่อม)

1. สำหรับสื่อที่มีอุณหภูมิการทำงานสูงกว่า 300 องศาและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ต้องใช้ขั้วไฟฟ้าที่มีองค์ประกอบการรักษาเสถียรภาพ Ti หรือ Nb หรือเหล็กกล้าไร้สนิมคาร์บอนต่ำพิเศษ เช่น A137 หรือ A002 เป็นต้น

2. สำหรับตัวกลางที่ประกอบด้วยกรดซัลฟิวริกเจือจางหรือกรดไฮโดรคลอริก มักใช้ขั้วไฟฟ้าสแตนเลสที่ประกอบด้วย Mo หรือ Mo และ Cu เช่น: A032, A052 เป็นต้น

3. สำหรับอุปกรณ์ที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อยหรือเพื่อป้องกันมลพิษจากสนิมเท่านั้น สามารถใช้ขั้วไฟฟ้าสแตนเลสที่ไม่มี Ti หรือ Nb ได้ เพื่อให้แน่ใจว่าโลหะเชื่อมมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้น จึงใช้วัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการเชื่อมแบบซูเปอร์อัลลอยด์ นั่นคือ ปริมาณของธาตุโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน (Cr, Ni เป็นต้น) ในโลหะเชื่อมจะสูงกว่าโลหะฐาน ตัวอย่างเช่น ใช้วัสดุเชื่อมประเภท 00Cr18Ni12Mo2 (เช่น A022) ในการเชื่อมโลหะเชื่อมประเภท 00Cr19Ni10

(6) ข้อ 6

สำหรับสเตนเลสออสเทนนิติกที่ทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ จะต้องรับประกันความเหนียวต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำของรอยเชื่อมที่อุณหภูมิใช้งาน ดังนั้นจึงใช้ขั้วไฟฟ้าออสเทนนิติกบริสุทธิ์ เช่น A402, A407

(7) ข้อ 7

นอกจากนี้ยังมีอิเล็กโทรดโลหะผสมนิกเกิลให้เลือกใช้ ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกซูเปอร์ประเภท Mo6 เชื่อมด้วยวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการเชื่อมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ โดยมีโมลิบดินัมสูงถึง 9%

(8) ประเด็นที่ 8: การเลือกชนิดของการเคลือบอิเล็กโทรด

1. เนื่องจากโลหะเชื่อมออสเทนนิติกแบบสองเฟสเองมีเฟอร์ไรต์อยู่บ้าง จึงมีความเหนียวและความยืดหยุ่นที่ดี เมื่อพิจารณาจากความต้านทานการแตกร้าวของโลหะเชื่อม จะเปรียบเทียบอิเล็กโทรดเคลือบเบสิกและอิเล็กโทรดเคลือบไททาเนียมแคลเซียม ความแตกต่างไม่มากเท่ากับอิเล็กโทรดเหล็กกล้าคาร์บอน ดังนั้น ในการใช้งานจริง จึงให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพของกระบวนการเชื่อมมากกว่า และใช้อิเล็กโทรดส่วนใหญ่ที่มีรหัสเคลือบประเภท 17 หรือ 16 (เช่น A102A, A102, A132 เป็นต้น)

2. เฉพาะเมื่อความแข็งของโครงสร้างสูงมากหรือความต้านทานการแตกร้าวของโลหะเชื่อมต่ำ (เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมมาร์เทนซิติกบางชนิด เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-นิกเกิลออสเทนนิติกบริสุทธิ์ ฯลฯ) จึงจะพิจารณาเลือกรหัสเคลือบ 15 ได้ อิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมเคลือบพื้นฐาน (เช่น A107, A407 ฯลฯ)

สรุปแล้ว

โดยสรุปแล้ว การเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีลักษณะเฉพาะ และการเลือกอิเล็กโทรดเชื่อมสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกนั้นเป็นสิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษ ได้รับการพิสูจน์จากการปฏิบัติในระยะยาวแล้วว่ามาตรการดังกล่าวข้างต้นสามารถใช้ในการเชื่อมที่แตกต่างกันสำหรับวัสดุที่แตกต่างกันได้ วิธีการและอิเล็กโทรดของวัสดุที่แตกต่างกัน อิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมจะต้องเลือกตามโลหะพื้นฐานและสภาพการทำงาน (รวมถึงอุณหภูมิในการทำงานและสื่อสัมผัส ฯลฯ) ซึ่งมีความสำคัญในการกำหนดแนวทางที่ดีสำหรับเรา เพื่อให้สามารถบรรลุคุณภาพการเชื่อมที่คาดหวังได้