วิธีการเลือกวัสดุเชื่อมสำหรับลวดเชื่อมและอิเล็กโทรดเชื่อมสแตนเลส?

เหล็กกล้าไร้สนิม 4 ประเภท และบทบาทของธาตุผสม:

เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถจำแนกได้เป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่ เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนไนต์ มาร์เทนซิติก เฟอร์ริติก และดูเพล็กซ์ (ตารางที่ 1) การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้าไร้สนิมที่อุณหภูมิห้อง เมื่อเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำถูกให้ความร้อนถึง 1550°C โครงสร้างจุลภาคจะเปลี่ยนจากเฟอร์ไรต์ที่อุณหภูมิห้องไปเป็นออสเทนไนต์ เมื่อเย็นตัวลง โครงสร้างจุลภาคจะกลับไปเป็นเฟอร์ไรต์อีกครั้ง ออสเทนไนต์ซึ่งมีอยู่ ณ อุณหภูมิสูงนั้นไม่เป็นแม่เหล็ก และโดยทั่วไปมีความแข็งแรงต่ำกว่า แต่มีความยืดหยุ่นดีกว่าเมื่อเทียบกับเฟอร์ไรต์ที่อุณหภูมิห้อง

เมื่อปริมาณโครเมียม (Cr) ในเหล็กเกิน 16% โครงสร้างจุลภาคที่อุณหภูมิห้องจะคงที่ในเฟสเฟอร์ไรต์ และคงสภาพเฟอร์ไรต์ไว้ได้ในทุกช่วงอุณหภูมิ เหล็กประเภทนี้เรียกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ไรต์ เมื่อปริมาณโครเมียม (Cr) สูงกว่า 17% และปริมาณนิกเกล (Ni) สูงกว่า 7% เฟสออสเทนไนต์จะคงที่ และคงสภาพออสเทนไนต์ไว้ได้ตั้งแต่จุดอุณหภูมิต่ำจนถึงจุดหลอมเหลว

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกมักเรียกกันว่าชนิด “Cr-N” ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกและเฟอร์ริติกจะเรียกโดยตรงว่าชนิด “Cr” ธาตุในเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะเติมสามารถแบ่งออกเป็นธาตุที่ก่อให้เกิดออสเทนิติกและธาตุที่ก่อให้เกิดเฟอร์ไรต์ ธาตุหลักที่ก่อให้เกิดออสเทนิติก ได้แก่ Ni, C, Mn และ N ในขณะที่ธาตุหลักที่ก่อให้เกิดเฟอร์ไรต์ ได้แก่ Cr, Si, Mo และ Nb การปรับปริมาณของธาตุเหล่านี้สามารถควบคุมสัดส่วนของเฟอร์ไรต์ในรอยเชื่อมได้

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีไนโตรเจน (N) น้อยกว่า 5% จะเชื่อมได้ง่ายกว่าและให้คุณภาพการเชื่อมที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีปริมาณไนโตรเจนต่ำกว่า รอยเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกมีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ดี มักไม่จำเป็นต้องมีการอบชุบความร้อนก่อนและหลังการเชื่อม ในด้านการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกคิดเป็น 80% ของการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมด ทำให้เป็นหัวข้อหลักของบทความนี้

วิธีการเลือกที่ถูกต้องการเชื่อมสแตนเลสวัสดุสิ้นเปลือง สายไฟ และอิเล็กโทรด?

หากวัสดุพื้นฐานเป็นชนิดเดียวกัน กฎข้อแรกคือ “ต้องเลือกวัสดุพื้นฐานที่ตรงกัน” ตัวอย่างเช่น หากเชื่อมถ่านหินกับเหล็กกล้าไร้สนิม 310 หรือ 316 ให้เลือกวัสดุถ่านหินที่ตรงกัน เมื่อเชื่อมวัสดุต่างชนิดกัน ให้ปฏิบัติตามแนวทางในการเลือกวัสดุพื้นฐานที่มีปริมาณธาตุผสมสูงที่ตรงกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 316 ให้เลือกวัสดุเชื่อมประเภท 316 อย่างไรก็ตาม ยังมีกรณีพิเศษอีกมากมายที่หลักการ “เลือกวัสดุพื้นฐานที่ตรงกัน” ไม่จำเป็นต้องใช้ ในสถานการณ์เช่นนี้ แนะนำให้ “ดูตารางการเลือกวัสดุเชื่อม” ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 304 เป็นวัสดุพื้นฐานที่พบได้บ่อยที่สุด แต่ไม่มีลวดเชื่อมประเภท 304 จำหน่าย

หากวัสดุเชื่อมต้องเข้ากันกับโลหะพื้นฐาน ควรเลือกวัสดุเชื่อมอย่างไรในการเชื่อมลวดและอิเล็กโทรดสแตนเลส 304?

เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ควรใช้ลวดเชื่อมชนิด 308 เนื่องจากธาตุพิเศษในเหล็กกล้าไร้สนิม 308 สามารถช่วยให้บริเวณรอยเชื่อมมีความเสถียรมากขึ้น 308L ก็เป็นตัวเลือกที่ยอมรับได้เช่นกัน L หมายถึงปริมาณคาร์บอนต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิม 3XXL หมายถึงปริมาณคาร์บอน 0.03% ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิม 3XX มาตรฐานอาจมีปริมาณคาร์บอนได้ถึง 0.08% เนื่องจากลวดเชื่อมชนิด L จัดอยู่ในประเภทเดียวกันกับลวดเชื่อมชนิดที่ไม่ใช่ L ผู้ผลิตควรพิจารณาใช้ลวดเชื่อมชนิด L แยกต่างหาก เพราะปริมาณคาร์บอนต่ำสามารถลดแนวโน้มการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้ ที่จริงแล้ว ผู้เขียนเชื่อว่าหากผู้ผลิตต้องการยกระดับผลิตภัณฑ์ของตน วัสดุสีเหลืองรูปตัว L จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ผู้ผลิตที่ใช้วิธีการเชื่อม GMAW กำลังพิจารณาใช้เหล็กกล้าไร้สนิมชนิด 3XXSi เนื่องจาก SI สามารถปรับปรุงการเปียกและการรั่วไหลได้ ในกรณีที่ชิ้นถ่านหินมีส่วนยอดสูงกว่าปกติ หรือการเชื่อมต่อของบ่อหลอมโลหะไม่ดีบริเวณปลายรอยเชื่อมของรอยเชื่อมแบบเฉียงหรือรอยเชื่อมซ้อน การใช้ลวดเชื่อมแบบมีแก๊สปกคลุมที่มีส่วนผสมของกำมะถัน (S) สามารถช่วยให้ชั้นถ่านหินชุ่มชื้นและปรับปรุงอัตราการสะสมของโลหะได้