كيفية اختيار مواد اللحام لأسلاك اللحام والقطب الكهربائي من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

أربعة أنواع من الفولاذ المقاوم للصدأ ودور عناصر صناعة السبائك:

يمكن تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أربعة أنواع رئيسية: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والمارتنسيتي، والفيريتيك، والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (الجدول 1).يعتمد هذا التصنيف على البنية المجهرية للفولاذ المقاوم للصدأ في درجة حرارة الغرفة.عندما يتم تسخين الفولاذ منخفض الكربون إلى 1550 درجة مئوية، تتغير بنيته المجهرية من الفريت في درجة حرارة الغرفة إلى الأوستينيت.عند التبريد، تعود البنية المجهرية إلى الفريت.الأوستينيت، الموجود في درجات حرارة عالية، هو غير مغناطيسي وله قوة أقل بشكل عام ولكن ليونة أفضل مقارنة بالفريت في درجة حرارة الغرفة.

عندما يتجاوز محتوى الكروم (Cr) في الفولاذ 16%، تصبح البنية المجهرية في درجة حرارة الغرفة ثابتة في مرحلة الفريت، مما يحافظ على الفريت في جميع نطاقات درجات الحرارة.ويشار إلى هذا النوع بالفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك.عندما يكون محتوى الكروم (Cr) أعلى من 17% ومحتوى النيكل (Ni) أعلى من 7%، تصبح مرحلة الأوستينيت مستقرة، مما يحافظ على الأوستينيت من درجات الحرارة المنخفضة حتى نقطة الانصهار.

يُشار عادةً إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بالنوع "Cr-N"، في حين يُطلق على الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي والفيريتيك اسم النوع "Cr" مباشرة.يمكن تصنيف العناصر الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ ومعادن الحشو إلى عناصر مكونة للأوستينيت وعناصر مكونة للفريت.تشمل العناصر الأساسية المكونة للأوستينيت Ni وC وMn وN، بينما تشتمل العناصر الأساسية المكونة للفريت على Cr وSi وMo وNb.ومن خلال ضبط محتوى هذه العناصر يمكن التحكم في نسبة الفريت في وصلة اللحام.

يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، خاصة عندما يحتوي على أقل من 5% من النيتروجين (N)، أسهل في اللحام ويوفر جودة لحام أفضل مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ الذي يحتوي على محتوى أقل من النيتروجين.تُظهر وصلات اللحام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قوة وليونة جيدة، مما يلغي غالبًا الحاجة إلى المعالجات الحرارية قبل اللحام وبعده.في مجال لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، يمثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 80% من جميع استخدامات الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يجعله محور التركيز الأساسي لهذه المقالة.

كيفية اختيار الصحيحلحام الفولاذ المقاوم للصدأالمواد الاستهلاكية والأسلاك والأقطاب الكهربائية؟

إذا كانت المادة الأصلية هي نفسها، فإن القاعدة الأولى هي "مطابقة المادة الأصلية".على سبيل المثال، إذا كان الفحم متصلاً بالفولاذ المقاوم للصدأ 310 أو 316، فاختر مادة الفحم المقابلة.عند لحام مواد مختلفة، اتبع المبادئ التوجيهية لاختيار مادة أساسية تتوافق مع محتوى عالي من عناصر السبائك.على سبيل المثال، عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316، اختر المواد الاستهلاكية للحام من النوع 316.ولكن هناك أيضًا العديد من الحالات الخاصة التي لا يتم فيها اتباع مبدأ “مطابقة المعدن الأساسي”.في هذا السيناريو، يُنصح "بالرجوع إلى مخطط اختيار مستهلكات اللحام".على سبيل المثال، الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 هو المادة الأساسية الأكثر شيوعًا، ولكن لا يوجد قضيب لحام من النوع 304.

إذا كانت مادة اللحام تحتاج إلى مطابقة المعدن الأساسي، فكيف يتم اختيار مادة اللحام لحام أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ 304 والقطب الكهربائي؟

عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304، استخدم مستهلكات اللحام من النوع 308 لأن العناصر الإضافية في الفولاذ المقاوم للصدأ 308 يمكن أن تعمل على استقرار منطقة اللحام بشكل أفضل.يعد 308L أيضًا خيارًا مقبولًا.يشير L إلى محتوى منخفض الكربون، ويشير الفولاذ المقاوم للصدأ 3XXL إلى محتوى الكربون بنسبة 0.03%، بينما يمكن أن يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي 3XX على ما يصل إلى 0.08% من محتوى الكربون.نظرًا لأن مستهلكات اللحام من النوع L تنتمي إلى نفس النوع من التصنيف مثل مستهلكات اللحام من النوع غير L، فيجب على الشركات المصنعة التفكير في استخدام مستهلكات اللحام من النوع L بشكل منفصل لأن محتواها المنخفض من الكربون يمكن أن يقلل من ميل التآكل الحبيبي.في الواقع، يعتقد المؤلف أنه إذا أراد المصنعون ترقية منتجاتهم، فسيتم استخدام المواد الصفراء على شكل حرف L على نطاق أوسع.يفكر المصنعون الذين يستخدمون طرق اللحام GMAW أيضًا في استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 3XXSi لأن SI يمكنه تحسين أجزاء الترطيب والتسرب.في حالة كون قطعة الفحم ذات قمة أعلى أو أن اتصال حوض اللحام ضعيف عند مقدمة اللحام لزاوية التماس البطيء أو اللحام اللفة، فإن استخدام سلك اللحام المحمي بالغاز الذي يحتوي على S يمكن أن يرطب وصلة الفحم ويحسن معدل الترسيب .