جوشكاري ورق هاي كويل فولاد ضد زنگ

جوشكاري ورق هاي كويل فولاد ضد زنگ

مقدمه

هنگامي كه مقاومت در برابر خوردگي مهم است، فولاد ضد زنگ يكي از محبوب ترين مواد است. مقادير بالاي كروم و ساير عناصر آلياژي آن به همراه خواص ساختاري فولاد كربني آن را به يك ماده بسيار مفيد براي بسياري از پروژه ها تبديل كرده است. با اين حال، همه فولادهاي ضد زنگ به راحتي جوش داده نمي شوند و مي توان ادعا كرد كه برخي از گريدهاي فولاد ضد زنگ اصلاً قابل جوشكاري نيستند. در اين مقاله برخي از مهترين گريدهاي فولاد زنگ نزن و قابليت جوشكاري آنها مورد بررسي قرار گرفته است.

فولادهاي زنگ نزن آستنيتي

فولادهاي زنگ نزن آستنيتي را مي توان با استفاده از فرآيندهاي مختلف جوشكاري به يكديگر متصل نمود. برخي از آنها بيشتر از سايرين براي جوشكاري ارجحيت دارند، مانند كويل فولاد زنگ نزن 304، 308، 316، 321 و 347 كه همگي گريدهاي آستنيتي هستند كه قابل جوشكاري هستند.
البته لازم به ذكر است كه اين گريدها به دليل ميزان كربن نسبتاً بالايي كه دارند مي توانند در معرض خوردگي بين دانه اي قرار گيرند. خوردگي بين دانه اي زماني اتفاق مي افتد كه كروم موجود در فولاد ضد زنگ به جاي ايجاد يك لايه محافظ اكسيد كروم با كربن تركيب شود. اين كاربيدهاي كروم باعث مي شوند كه ناحيه اطراف جوش با گذشت زمان در معرض خوردگي قرار گيرد. براي مبارزه با خطر خوردگي بين دانه‌اي، آلياژهاي 304، 308 و 316 نيز به شكل كم كربن موجود هستند. اين گريدها با پسوند "L" مانند L304 مشخص مي شوند. مقدار كمتر كربن در اين گريدها به كروم اجازه مي دهد تا به جاي اينكه با اتم هاي كربن گره بخورد، يك لايه اكسيد كروم محافظ تشكيل دهد. گزينه هاي ديگر شامل درجه هايي مانند 321 يا 347 است كه تثبيت شده اند. اين بدان معناست كه از افزودني‌هاي تيتانيوم يا نيوبيم استفاده مي‌شود تا كربن قبل از اينكه بتواند با كروم تركيب شود با آنها تركيب شود. اين دو شكل جلوگيري از خوردگي بين دانه اي به فولادهاي زنگ نزن آستنيتي اجازه مي دهد تا با كاهش خطر شكست ناحيه متاثر از جوش، جوشكاري شوند.

فولادهاي ضد زنگ فريتي

به طور كلي، فولادهاي زنگ نزن فريتي، جوش‌پذيرترين فولادهاي زنگ نزن هستند. در حالي كه گريدهاي فريتي هنوز داراي كروم و ساير عناصر آلياژي هستند، مقدار كاهش يافته اين عناصر در مقايسه با فولاد زنگ نزن آستنيتي باعث جوش پذيري بيشتر فولادهاي زنگ نزن فريتي مي شود. خوردگي بين دانه اي به دليل مقادير كمتر كروم در فولادهاي زنگ نزن فريتي چندان نگران كننده نيست. اين بدان معني است كه حفظ مقاومت در برابر خوردگي به احتمال زياد در مقايسه با كاربردهايي كه از درجه هاي آستنيتي استفاده مي كنند، چندان نگران كننده نخواهد بود.
مقادير كمتر عناصر آلياژي نيز خطر ترك خوردگي داغ در طول فرآيند جوشكاري را كاهش مي دهد. اگر حرارت ورودي بيش از حد در فرآيند جوشكاري استفاده شود، فولادهاي زنگ نزن فريتي مي توانند در معرض رشد بيش از حد دانه در ناحيه تحت تأثير حرارت قرار گيرند. اگر اين اتفاق بيفتد، از دست دادن چقرمگي و شكل پذيري رخ مي دهد. فولادهاي زنگ نزن فريتي مانند 407 و 430 گزينه هاي عالي براي فولادهاي زنگ نزن فريتي در كاربردهاي جوشكاري هستند.

فولادهاي ضد زنگ مارتنزيتي

جوشكاري فولادهاي زنگ نزن مارتنزيتي نسبت به فريتي يا آستنيتي به دليل محتواي كربن بالاتر دشوارتر است. افزايش محتواي كربن در ارتباط با ساير عناصر آلياژي موجود در فولادهاي زنگ نزن احتمال تشكيل ريزساختار شكننده را افزايش مي دهد. اين مي تواند باعث ترك خوردگي جوش شود. به منظور جلوگيري از ترك خوردن، بايد اقدامات احتياطي متعددي انجام شود. هيدروژن وارد شده به جوش از فرآيند جوشكاري بايد به حداقل برسد تا خطر ترك خوردگي هيدروژني كاهش يابد. همچنين براي كاهش شكنندگي محل اتصال جوش و ناحيه متاثر از حرارت بايد از عمليات حرارتي قبل و بعد از جوشكاري استفاده شود.
گريدهاي مارتنزيتي مانند 403، 410 و 420 تعدادي از گريدهايي هستند كه در صورت انجام عمليات حرارتي مناسب و انتخاب فلزات پركننده مناسب مي توان آنها را جوش داد. با اين حال، درجات مارتنزيتي از فولاد ضد زنگ موجود است كه جوش دادن آنها تقريباً غيرممكن در نظر گرفته مي شود. هنگام انتخاب فولاد ضد زنگ مارتنزيتي براي كاربرد جوشكاري بايد مراقب اين موارد بود.

انواع ديگر فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ دوبلكس از نظر تركيب بخشي آستنيتي و بخشي فريتي است. براي دستيابي به اين آرايش هيبريدي، از تركيبات شيميايي پيچيده استفاده مي شود. آنها به طور كلي نيكل كمتر و مقادير بيشتري از كروم نسبت به ساير فولادهاي ضد

زنگ دارند. آنها را مي توان جوش داد، اما فلزات پركننده مختلف بايد براي انواع مختلف فولادهاي ضد زنگ دوبلكس استفاده شود. به عنوان مثال، گريد 2205 بايد با فلز پركننده گريد 2209 جوش داده شود.
فولادهاي زنگ نزن استحكام و سختي خود را از رسوبات بين فلزي مي گيرند كه از حركت نابجايي در ريزساختار فولاد ضد زنگ جلوگيري مي كنند. اين رسوبات توسط فرم خاصي از عمليات حرارتي تشكيل مي شوند. هنگامي كه گرماي حاصل از جوشكاري به اين مواد اعمال مي شود، مي تواند خواص مكانيكي اصلي فولاد ضد زنگ سخت كننده را به خطر بيندازد. اين مواد بايد پس از جوشكاري با رعايت دستورالعمل هاي سازنده مواد، دوباره عمليات حرارتي مي شوند.

گردآورنده: سيد رحيم كياحسيني

.