Östenitik Paslanmaz Çelik Kaynağı

Paslanmaz çelikleri birleştirmek için kaynak ve lehimleme yaygın olarak kullanılmaktadır. Paslanmaz çelikleri birleştirmek karbonlu çelikleri birleştirmekten daha karmaşıktır çünkü işlem, ana metalin hem korozyon özelliklerini hem de mekanik özelliklerini korumalıdır. Derz ve ana metal arasındaki özellik farklılıkları, uygun derz hazırlığı, birleştirme uygulaması ve son temizleme ile en aza indirilebilir. Bu bölüm, paslanmaz çeliklerin kaynaklanması ve birleştirilmesi hakkında genel rehberlik sunar. HPASS, standart östenitik kalitelerden biraz farklı teknikler gerektirir.
 

Termal genleşme, elektriksel direnç ve termal iletkenlik, kaynak davranışını etkileyen önemli fiziksel özelliklerdir. Paslanmaz çeliğin fiziksel özelliklerinin, karbon çeliğinden oldukça farklı değerlere sahip olduğunu unutmayın.

Daha büyük bir CTE, östenitik paslanmaz çeliklerin bozulma eğilimini artırır. Deformasyonu kontrol etmek için yapışkan kaynaklar karbon çeliğinden daha yakın aralıklarla yerleştirilmelidir.

Daha yüksek bir elektrik direnci, östenitik paslanmaz çelikte aynı ısıyı üretmek için gereken elektrik akımını azaltır. Bu, daha düşük bir erime noktası ile birleştiğinde, östenitik paslanmaz çelikleri kaynaklamak için daha düşük kaynak akımının gerekli olduğu anlamına gelir.

Önerilen Makale: Çelik profil malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik profil sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Düşük ısı iletkenliği, ostenitik paslanmaz çeliklerde kaynağın yakınında ısıyı yoğunlaştırır, karbon çeliğine kıyasla daha dik bir sıcaklık gradyanı ve büzülme gerilmeleri ve distorsiyon için artan bir eğilim oluşturur. Düşük iletkenlik nedeniyle yavaş ısı giderme, kaynak metalini ve ısıdan etkilenen bölgeyi daha uzun süre sıcak tutarak karbürlerin veya metaller arası fazların çökelmesi için daha fazla zaman sağlar.

Kaynak Yaparken Kenar Hususları

Kenar tasarımı ve montaj: Erimiş paslanmaz kaynak metali, karbon çeliğinden daha az akışkandır, bu nedenle kaynak penetrasyonu aynı kaynak parametreleri için o kadar büyük değildir. Telafi etmek için, paslanmaz çelik bağlantılar daha geniş bir eğime, daha ince bir kök yüzüne ve karbon çelik bağlantılara göre daha geniş bir kök boşluğuna sahiptir. Birleşme yerlerini tasarlarken ve hazırlarken bu gerçekleri akılda tutmak, yanmanın önlenmesine yardımcı olur ve tam nüfuziyetli bir kaynağın üretimini kolaylaştırır. Birçok farklı kaynak birleştirme tasarımı, kabul edilebilir kaynaklarla sonuçlanır. Nikel Enstitüsü yayın No. 11007'de çeşitli kaynak bağlantıları için iyi bir detay çizimleri koleksiyonu verilmiştir.

Kenar hazırlığı: Östenitik paslanmaz çeliklerin başarılı bir şekilde kaynaklanması için dikkatli kenar hazırlığı önemlidir. Düz, temiz ve çapaksız kenarlar, bağlantı hizalamasını kolaylaştırır, ark stabilitesine yardımcı olur ve tutarlı penetrasyona sahip kaynaklar üretir. İyi kenar hazırlığı, kaynakçının iyi bir kaynak yapmasını kolaylaştırır. İşlenmiş kenarlar idealdir, ancak çapaklar kaldırılırsa ve taşlama düzgün bir boşluk oluşturursa, taşlama kabul edilebilir bir hazırlık tekniğidir.

Kenar Temizliği

Oksitler: Paslanmaz çelikler, plazma veya lazer kesim sırasında yüksek erime noktalı oksit cürufu oluşturur. Bunlar kaynak işleminden önce kesik kenarlardan çıkarılmazlarsa, kaynak metaline dahil edilebilirler, bu da dahili gerilim arttırıcılar ve korozyon başlama alanları oluşturur. Kaynak işleminden önce çıplak ana metali açığa çıkarmak için tüm oksitler makineyle veya ince taşlama yoluyla uzaklaştırılmalıdır. Paslanmaz çelik tel fırçayla yapıldığında bile tel fırçalama, sıkıca yapışan oksitleri her zaman çıkarmaz.

Organik kirlenme: Organik kirlenme, çıkarılmazsa kaynak çatlaklarına veya gözenekliliğe neden olabilir. Organik kirlenmeden kaynaklanan karbon, paslanmaz çelikte çözünebilir ve hassasiyete neden olabilir. Yağlar, kesme sıvıları veya mum boya izleri gibi organik kirleticiler uygun çözücülerle temizlenmelidir.

Metalik kirlenme: Kaynak ısısıyla eritilen bakır, kurşun ve çinko, tane sınırlarına ve kırılgan paslanmaz çeliğe nüfuz edebilir. Bu metallerle kontaminasyon tipik olarak alet veya destek çubuklarıyla temasın veya saklama veya taşıma sırasında temasın bir sonucudur. Bu metaller kaynak yapılmadan önce uzaklaştırılmalıdır. Metalik kontaminasyonu gidermek için en iyi şekilde öğütme ve asitleme yapılır.

Yerleştirme

Sıcak çatlamayı önlemek için minimum ısı girdisi gerektiren tam östenitik HPASS'da kaynak öncesinde uygun montaj kritiktir. Kaynakçının, büyük veya düzensiz bir kök boşluğunu kapatmak için "örmesi" gerekmemelidir. İyi uyum, kaynağın uzunluğu boyunca eşit bir boşluk genişliği ve hizalama sağlar. Bu, hassas kenar hazırlığı ve kaynağın kenetlenmesi veya tutturulmasıyla sağlanabilir.

Mikro Çatlaklar ve Sıcak Çatlaklar

Mikro çatlaklar, östenitik paslanmaz çelik kaynaklarda meydana gelebilecek küçük, kısa çatlaklar veya çatlaklardır. Nadiren yayılırlar ve bir kaynak yapısal arızasına neden olurlar, ancak bazı ortamlarda çukur korozyonu başlatabilirler. Sıcak çatlama veya daha doğru bir şekilde kaynakta katılaşma çatlaması, kaçınılması gereken ciddi bir kaynak kusurudur.

En yaygın olarak kullanılan dolgu metallerinin bileşimleri, Tip 308 (L) ve 316 (L), tipik olarak yüzde 5 ila 10 arasında ferrit içerikleri elde edecek şekilde ayarlanır, bu da mikro çatlamaya ve sıcak çatlamaya karşı direnci büyük ölçüde geliştirir. Ferrit, büzülme stresini emer ve sülfür, fosfor ve östeniti gevrekleştiren diğer bazı safsızlıklar için daha yüksek çözünürlüğe sahiptir. Mikro çatlaklar ve sıcak çatlaklar normalde gerekli miktarda ferrit içeren standart sınıf kaynaklarda meydana gelmez, ancak çok yüksek ısı girdisi, yüksek kaynak kısıtlama gerilimi veya içbükey kaynak konturları altında meydana gelebilir. Amerikan Kaynak Derneği (AWS A5.4), bir kaynaktaki ferrit miktarını ifade etmek için bir Ferrit Numarası tanımlar. FN kabaca östenitik paslanmaz çelikler için kaynakta bulunan ferritin hacim yüzdesine karşılık gelir.

HPASS kaynağı için amaçlanan dolgu metalleri ferrit içeren kaynaklar üretmez, bu nedenle bu sınıflardaki kaynaklar mikro çatlaklara ve sıcak çatlamaya eğilimlidir. HPASS dolgu metalleri, bu sorunları en aza indirmek için son derece düşük fosfor ve kükürt içerir. HPASS kaynak yaparken iyi sonuçlar için ısı girdisinin ve diğer kaynak parametrelerinin sıkı kontrolü de gereklidir. Isı girdisinde ortak bir sınır 1,5 KJ / mm'dir.

Östenitik paslanmaz çelikler kaynak yapılırken erimiş kaynak havuzunun boyutunu artıran herhangi bir uygulamadan (örneğin aşırı dokuma) kaçınılmalıdır. Büyük bir kaynak havuzu, daha fazla katılaşma büzülme gerilimleri yaratır. Büyük kaynak havuzları ayrıca kaynakta ve HAZ'da daha büyük tane boyutuna yol açabilir. Büyük taneli malzeme, ince taneli malzemeye göre daha az tane sınır alanına sahiptir.

Bu, tane sınırlarında daha yüksek safsızlık konsantrasyonlarına ve olası bir korozyon direncinde azalmaya yol açar. Tane sınırlarında aşırı büzülme gerilimleri ve eser elementlerin aşırı konsantrasyonu, sıcak çatlamayı teşvik eder.

Duyarlılık

Yüksek karbon içeriğine sahip standart kaliteler, sulu veya asidik ortamlarda (sulu veya asidik ortamlarda taneler arası korozyona yatkınlıkla sonuçlanabilen) 480 ila 900 °C (900 ila 1650 °F) arasındaki sıcaklıklara nispeten kısa süre maruz bırakılarak hassaslaşabilir. Bununla birlikte, modern standart kaliteler genellikle "L-kalitelerdir" ve tipik olarak sadece% 0,04'ten biraz daha fazla karbon içermezler ve daha sonra ısıl işlem olmaması koşuluyla normal fabrikasyon kaynağı sırasında hassaslaşmaya direnç gösterirler. Örneğin, bir Tip 304 paslanmaz çeliğin en hızlı duyarlılaşma sıcaklığında% 0,042 karbon ile duyarlı hale getirilmesi yaklaşık bir saat sürer. Bu, kaynak sırasındaki sıcaklık süresinden çok daha uzundur. Yine de, ağır bölümler için kaynak sırasında kritik sıcaklık aralığında maruz kalma sınırlandırılmalıdır.

Düşük karbon kalitelerinin kullanılması, kaynaklı ağır bölümlerde ve kaynak sonrası ısıl işleme tabi tutulan bileşenlerde hassasiyeti önlemeye yardımcı olur. Tip 304L, ağır bölümler için bile güvenli soğutmaya izin veren sıcaklıkta uzun süre tolerans gösterir. Karma bir paslanmaz çelik - karbon çelik yapının gerilim giderme bile L kaliteleri kullanıldığında mümkün olabilir.

Yüksek sıcaklık dereceleri, iyileştirilmiş yüksek sıcaklık mukavemeti için genellikle minimum% 0,04 karbon (Tip 304H) içerir. Neyse ki, duyarlılığa bağlı sulu korozyon normalde yüksek sıcaklık uygulamalarında bir sorun değildir. Bu kaliteler genellikle yeterli yüksek sıcaklıkta kaynak mukavemeti sağlamak için yüksek karbonlu bir dolgu metali gerektirir.

Stabilize kaliteler Tip 321 ve 347, kaynak sırasında 480 ila 900 °C (900 ila 1650 °F) sıcaklık aralığındaki sıcaklıklara maruz kalırlarsa, dar bıçak hattı saldırılarına karşı savunmasız olabilir. Bıçak hattı saldırısı bir endişe kaynağıysa, bir kaynak sonrası çözelti tavlaması ve ardından stabilize edici bir ısıl işlem belirtilmelidir.

HPASS'ın çoğu, aynı karbon içeriği için standart sınıflardan daha hızlı hassaslaşacaklarından, standart "L-sınıflarından" daha da düşük maksimum karbon içeriğine sahiptir. Bununla birlikte, ikincil fazların oluşumu genellikle HPASS'de kaynaktan gelen ısı ile duyarlılaşmadan çok daha fazla endişe kaynağıdır.

İkincil Aşamalar

Sigma ve chi fazları 500 ila 1050 °C (930 ila 1925 °F) sıcaklık aralığında oluşabilir. Sigma ve chi içeren paslanmaz çelikler, önemli ölçüde daha düşük korozyon direncine ve tokluğa sahiptir. Yaklaşık % 5 sigma fazı, darbe dayanıklılığını yarıya indirir.

İkincil faz oluşumunun derecesi, ferritin varlığına, çelik kimyasına ve elverişsiz termal koşullara bağlıdır. Ferrit içeren çelikler daha hassastır çünkü ikincil fazlar ferritte daha kolay oluşur. Krom ve molibden, ikincil faz oluşumunu güçlü bir şekilde destekler. Standart kaliteler genellikle biraz ferrit gerektirir. Bununla birlikte, bu sınıflarda sigma çökelmesi, yaklaşık 100 saatlik yüksek sıcaklığa maruz kaldıktan sonra meydana gelmez, bu nedenle bu çeliklerde ikincil faz oluşumu, bir imalat problemi değil, bir servis problemidir. Servis sırasında sigma fazının oluşması muhtemel olduğunda, tamamen östenitik dolgu metali kullanmak gerekebilir.

Sigma ve chi, kritik sıcaklık aralığında bir dakikadan daha kısa bir sürede HPASS'de oluşabilir. Bu nedenle, bu malzemeler için kaynak parametreleri, kritik sıcaklık aralığında süreyi en aza indirmek için düşük ısı girdisi (1.5 kJ / mm [38 kJ / in] altında) ve pasolar arası sıcaklığı 100 °C'yi (212 °F) geçmemelidir. . Pasolar arası sıcaklık, doğruluk için elektronik bir termokupl ile geçişin sonunda kaynak boncuğu üzerinde ölçülmelidir. Kaynağı kirletebilecek sıcaklığa duyarlı boya kalemleri kullanmayın.

Kaynak Ayrımı

HPASS kaynak metalindeki molibden mikrosigregasyonu, yüksek molib - denum içeren kaynaklarda belirgindir. Mikrosegregasyon katılaşma sırasında meydana gelir çünkü katılaşan ilk metal daha sonra katılaşan metalden daha az molibden içerir ve molibden içeriğinde mikroskobik gradyanlar oluşturur. % 6 Mo paslanmaz çelikte, düşük molibdenli bölgeler% 4 kadar az Mo içerebilir ve önemli ölçüde daha düşük korozyon direncine sahip bir alan oluşturur.

Bu nedenle HPASS, mikrosegregasyonu telafi etmek için aşırı alaşımlı bir dolgu metaliyle kaynak yapılmasını gerektirir. % 6 Mo paslanmaz çelikler için önerilen nikel bazlı dolgu malzemesi minimum% 9 Mo içerir, bu da ilk katılaşan bölgelerde minimum molibden içeriğini% 6 sağlayarak kaynak metalinin korozyon direncini korur.

Kaynak sonrası tavlama yapılamayan yüksek performanslı paslanmaz çelik imalatlar, mikrosegregasyon problemi nedeniyle otomatik olarak (dolgu metali olmadan) kaynak yapılmamalıdır. Otojen kaynaklar, yalnızca, kaynak yapılan yapı daha sonra, kaynağı homojenleştirmek ve korozyon direncini geri kazandıran mikrosegregasyonu azaltmak için çözelti ile tavlanırsa kabul edilebilir.
 

Gaz Koruma

Kaynağın ve ısıdan etkilenen bölgenin oksidasyonunu önlemek için kaynak sırasında paslanmaz çelik korumalı olmalıdır. Kaynak sırasında oksidasyon hem korozyon direncini hem de mekanik özellikleri azaltabilir. Malzemeye koruma sağlamanın bir yolu, kaynak sırasında kaynak ve HAZ'ı korumak için bir inert gaz kullanmaktır. Koruyucu gaz ayrıca arkın stabilize edilmesine yardımcı olur ve penetrasyon ile boncuk konturunu etkileyebilir.

Kaynak yapılan durumda korozyon direncini en üst düzeye çıkarmak için kaynağın arka tarafı da korunmalıdır. Ark gazı olarak argon, nitrojen ve % 90 N -% 10 H2 karışımı kullanılır. Azot, kaynak havuzunda çözünür ve kaynağın nitrojen içeriğini artırır. Azot, korozyon özelliklerini bozmadan kaynağın gücünü artırır.

Sac malzeme kaynak yapılırken genellikle bir bakır destek çubuğu kullanılır. Destek çubuğu, kaynağı soğutur, yanmayı önler ve kaynağın arkasını korumak için koruyucu gazın tutulmasına yardımcı olur. Paslanmaz çeliğin, bakırı paslanmaz yüzeye aktarabilen ve eritilirse sıvı metal gevrekleşmesi nedeniyle çatlamaya neden olabilen bakıra sürtmekten kaçınmak önemlidir.

Gaz Tungsten Ark Kaynağı (GTAW, TIG Olarak da Bilinir)

Gaz tungsten ark kaynağı esas olarak sac ve tüp kaynağı için ve boru kaynaklarında kök geçişi için kullanılır. Nispeten yavaştır ancak cüruf ve kaynak sıçraması olmayan temiz, yüksek kaliteli bir kaynak üretir. Her pozisyonda kullanılabilir.

GTAW, baz metali eriten bir elektrik arkı üretmek için tüketilemeyen bir tungsten elektrot kullanır. Teknik, otomatik olarak (dolgu metali olmadan) veya düz parçalar halinde manuel olarak veya bir bobinden otomatik olarak beslenen çıplak bir dolgu teli ile gerçekleştirilebilir. Torç yoluyla verilen etkisiz bir koruyucu gaz, erimiş kaynak metalini ve tungsten elektrodunu korur. Otojen GTAW, ince ölçülü daha zayıf alaşımlı paslanmaz çelik sacları kaynaklamak veya diğer kaynaklarda kök geçişi yapmak için kullanılabilir. Molibden mikrosigregasyonu nedeniyle korozyon direncinde olası bir kayıp nedeniyle, kaynak sonrası çözelti tavlaması yapılmadıkça, otojen kaynak, yüksek performanslı paslanmaz çeliklerle kullanılmamalıdır.

GTAW en iyi şekilde sabit akım güç kaynağı ve yüksek frekanslı ark başlatma özelliği ile gerçekleştirilir. Kaynak, doğru akım düz polariteli (DCSP) elektrot negatif prosedürü ile yapılmalıdır çünkü ters polarite (DCRP) elektrot bozulmasına neden olur.

Yaygın olarak kullanılan bir elektrot,% 2 toryasyonlu tungsten elektrottur (AWS A5.12, Sınıflandırma EWTh-2; EN ISO 6848). Ark kontrolüne, ince malzeme için 20 derecelik bir tepe açısı ile daha kalın malzeme için 65 derece ve küçük, yuvarlak bir uç ile elektrodu konik bir noktaya taşlayarak yardımcı olur. "Doğru" elektrot ucu hazırlığı operatör tercihine bağlıdır. Otomatikleştirilmiş GTAW için, üretim koşulları altında birkaç test, istenen penetrasyonu elde etmek için ideal geometriyi belirleyebilir.

Bir gaz merceği veya nozül kapağı koruyucu gaz kapsamını iyileştirir, türbülansı önler ve koruyucu gazın içine hava aspirasyonunu en aza indirir. Gaz akışı, ark çarpmasından birkaç saniye önce başlatılmalı ve oksijen kirlenmesini önlemek için ark söndükten sonra birkaç saniye sürdürülmelidir. Tablo 16, GTAW için tipik kaynak parametrelerini özetlemektedir.

Gaz Metal Ark Kaynağı (GMAW, Metal İnert Gaz veya MIG olarak da bilinir)

Gaz metal ark kaynağı, büyük miktarlarda kaynak metalinin hızlı bir şekilde biriktirilmesini sağlar. GTAW veya korumalı metal ark kaynağından (SMAW) daha yüksek kaynak hızı ve daha düşük maliyet sağlar.

GMAW'da, sarf malzemesi çıplak tel de elektrottur ve torç aracılığıyla bir bobinden otomatik olarak beslenir. İşlem genellikle kaynakçının torcu manuel olarak yönlendirdiği yarı otomatiktir, ancak basit kaynak geometrileri için otomatikleştirilebilir. Koruyucu gaz tabancadan geçer ve kaynak havuzunu korur.

GMAW, değişken eğimli ve değişken endüktans kontrollü sabit voltaj beslemesi veya darbeli ark akımı özelliği dahil olmak üzere özel ekipman gerektirir. GMAW, doğru akım ters polaritesi (DCRP), elektrot pozitif ile yapılmalıdır. Üç GMAW ark aktarım modu vardır:

Kısa devre aktarımı: Bu mod, ayrı eğim ve ikincil endüktans kontrolleri gerektirir ve yaklaşık 3 mm (1/8 inç) kalınlığa kadar malzemeler için kullanışlıdır. Tüketilebilir elektrottan metal transferi, nispeten düşük bir biriktirme oranıyla sonuçlanan tekrarlanan kısa devrelerle gerçekleşir. Bu mod, en düşük ısı girdisini verir ve özellikle bozulma riskinin olduğu ince bölümler için kullanışlıdır. Pozisyon dışı kaynak için kullanılabilir.

Darbeli devreli aktarım: Bu mod, kaynak akımını ve gerilimini titreştiren özel bir güç kaynağı gerektirir. Bu kombinasyon, mütevazı ısı girdisi kullanmaya devam ederken, kısa devreli transferden daha yüksek metal biriktirme oranları avantajı sağlar. Ayrıca konum dışı kaynak için de kullanılabilir.
Püskürtme aktarımı: Bu mod, kararlı bir ark ile yüksek bir biriktirme hızı sağlar, ancak yüksek ısı girdisine sahiptir. Metal, ince bir damlacık sisi şeklinde aktarılır. Mod, düz konum kaynağıyla sınırlıdır ve 3 mm (0,120 inç) veya daha kalın sac ve levha için kullanılır. Orta ila ağır kaynaklarda uzun, düz kaynak çalışmaları yaparken ekonomiktir.

GMAW, gaz siperi kullanan herhangi bir kaynak işlemi gibi, saha veya dış mekan kaynağı için veya hava akımlarının gaz kalkanını bozabileceği ve kaynağı oksijenle kirletebileceği yerlerde kaynak için uygun olmayabilir. Tablo 17, saf argon gazı koruması için farklı kaynak transfer süreçleri için tipik kaynak parametrelerini listelemektedir. Bu parametreler farklı gaz karışımlarına göre değişiklik göstereceğinden, belirli bir gaz karışımı için parametreleri elde etmek için gaz tedarikçisine danışmak en iyisidir.

Özlü Ark Kaynağı (FCAW)

Özlü kaynak ark kaynağı, GMAW'den bile daha yüksek biriktirme oranları sağlayabilir. Çok çeşitli metal kalınlıkları için uygundur ve konum dışı kaynak için kullanılabilir.

FCAW'da, akı dolgulu tel, GMAW için kullanılan ekipmanla otomatik olarak torç içinden beslenir. Telin içindeki akı, kaynağı atmosferden koruyan bir cüruf sağlar. Bu cüruf, HAZ'ı korumak için torç aracılığıyla sağlanan gaz korumasını tamamlar. Kendinden korumalı FCAW elektrotları durumunda, akı ayrıca bir koruyucu gaz oluşturur, ancak bu tip hiçbir zaman zorlu korozyona dirençli uygulamalar için kullanılmaz. GMAW'da olduğu gibi, işlem yarı otomatik veya tam otomatiktir. Paslanmaz FCAW sarf malzemeleri AWS A5.22 kapsamındadır. HPASS için çok az sayıda FCAW kablosu mevcuttur. Paslanmaz FCAW için kullanılan iki ana gaz, en iyi kaynaklanabilirliği sağlayan% 15–25 karbondioksit içeren argon veya daha iyi penetrasyon sağlayan% 100 karbondioksittir. Gaz akış oranları tipik olarak 20–25 litre / dakikadır. (0,7–0,9 cfm).

Korumalı Metal Ark Kaynağı (SMAW, örtü kaynağı olarak da adlandırılır)

SMAW, sarf malzemesi elektrotları olarak işlev gören, akı ile kaplanmış düz uzunlukta metal tel "çubukları" kullanır. Akı, kaynağı oksijenden korur ve oluşan cüruf kirletici maddeleri emer. Bu işlem genellikle hizmetteki ekipmanın onarım kaynağı için ve çevredeki alanı temizlemenin zor olduğu kaynaklar için kullanılır. Saha kaynağı için kullanışlıdır çünkü koruyucu veya temizleme gazı gerekmez. Bir fluks prosesi, cereyanlardan kaynaklanan hava kirliliğine karşı daha az hassastır, bu da SMAW'ı dış mekan kaynakları için iyi bir proses haline getirir. SMAW, sabit bir akım güç kaynağı gerektirir ve normalde DCRP elektrot pozitif ile gerçekleştirilir.

SMAW çok yönlü bir süreçtir; zor konumlarda ve zor yerlerde karmaşık geometrileri kaynaklayabilir. Otomasyon veya daha yüksek verimli prosesler için aday olan uzun düz kaynaklar için ekonomik değildir.

Gaz oluşturan bileşenleri içeren elektrot kaplaması, cüruf oluşturan bir akıya dayanmaktadır. Spesifik akı kimyası ark stabilitesini, kaynak parçası konturunu ve kaynak temizliğini etkiler. Akı kimyası, tekniğin pozisyon dışı uygulamalarda ne kadar başarılı olduğunu da belirler. Elektrotlar, konum dışı kaynak, yukarıdan aşağıya kaynak ve diğerleri dahil olmak üzere belirli kaynak konumları için tasarlanmış çeşitli akı formülasyonlarıyla mevcuttur.
Kaplama, kaynak içine alaşım elementleri de ekleyebilir. Bu durumda, ortadaki çıplak tel standart kalitede bir paslanmaz çelik olabilir. SMAW elektrotları üzerindeki kaplama asla sıyrılmamalı ve tel GTAW çıplak tel elektrot olarak kullanılmamalıdır, çünkü çekirdek tel, kaplamaya dahil edilen temel alaşım elemanlarından yoksun olabilir. Bir sonraki geçişten önce ve fabrikasyon ekipman hizmete sokulmadan önce cüruf tamamen temizlenmelidir.

Kaynak çubukları hava geçirmez kaplarda satılır ve açıldıktan sonra kuru, düşük nemli bir yerde saklanmalıdır. Herhangi bir süre yüksek neme maruz kalırlarsa, kaynak gözenekliliğine neden olabilecek nemi gidermek için kullanmadan önce elektrot fırınında 250–280 °C'de (480-535 °F) kurutulmalıdır. Önerilen kaynak parametreleri, üreticiden üreticiye ve alaşıma göre farklılık gösterir. Tablo 19 genel yönergeler sağlar, ancak en iyisi elektrot kabı üzerinde önerilen voltaj ve akımı kullanmaktır.

Tozaltı Ark Kaynağı (SAW)

SAW'da, tüketilebilir elektrot çıplak bir teldir ve genellikle GMAW için kullanılanla aynı bileşime sahiptir. Kaynak bölgesine toz tozu uygulanır. Akı tozu erir ve ark vurulduğunda bir örtü oluşturur. Erimiş akı tozu, kaynak metali üzerinde koruyucu bir cüruf oluşturur ve erimeyen toz genellikle geri dönüştürülür. Ark, akı kaplamasından görünmez, bu nedenle SAW otomatikleştirilmelidir.

SAW biriktirme oranları, diğer kaynak işlemlerinden önemli ölçüde daha yüksektir. Proses, ağır duvarlı kaplar ve borular gibi bileşenler için çok uygundur. Düz pozisyonda alın ve köşe kaynağı veya yatay-düşey köşe kaynağı için kullanılır. Mükemmel kaynaklanmış yüzeyler üretir ve minimum kaynak sonrası yüzey koşullandırma gerektirir.

Paslanmaz çelik SAW fluksları için herhangi bir spesifikasyon yoktur, ancak bir dizi tescilli fluks mevcuttur. Akılar, kaynak metali üzerindeki etkileri açısından metalürjik olarak nötr, asit veya bazik olabilir. İmalatçı, amaçlanan belirli kaynak türü için doğru tel-akı kombinasyonunu seçerken akı üreticisine danışmalıdır. HPASS akıları, güçlü temel kategoriye girme eğilimindeyken, standart alaşımlar için bunlar nötr ila hafif bazik olabilir.

Yüksek biriktirme oranları cazip olabildiğinden, yüksek ısı girdisi, büyük kaynak boncukları ve SAW'nin düşük soğutma ve katılaşma oranları sorunları beraberinde getirebilir. Alın kaynağı uygulamalarında, standart Tip 304L ve 316L kaliteleri (yüksek ısı girdi oranları için düşük karbonlu kaliteler tercih edilir) kaynak yapmak için en kolay olanlardır. SAW, HPASS üzerinde kullanıldığında, ısı girişi ve pasolar arası sıcaklık iyi kontrol edilmelidir. Bölüm 12.1.4.3'teki yönergelere bakın. Tablo 12-3'te belirtildiği gibi, bu alaşımlar normalde Ni-CrMo dolgu metali ile kaynaklanır. SAW, düz pozisyonda karbon çelik yüzeyler üzerine paslanmaz çelik kaynak kaplamaları uygulamak için özellikle uygundur. Gerekli kaynak bileşimi sınırlarını karşılamak için doğru dolgu metali / akı kombinasyonlarını belirten prosedürler mevcuttur.

Kaynak Kalitesi Hususları

Paslanmaz çelik kaynaklar hem korozyona dayanıklı hem de yapısal olarak sağlam olmalıdır. Kaynak kusurları korozyon direncini ve mukavemetini bozabilir ve bundan kaçınılmalıdır. Eğer meydana gelirlerse, tamir edilmeleri gerekir. Aşağıda, yaygın kusurları en aza indirmek için yönergeler verilmektedir.

Eksik bağlantı penetrasyonu: Eksik bağlantı penetrasyonu, çoğunlukla boru veya boru alın kaynaklarında veya çift kaynaklı olmayan diğer alın kaynaklarında meydana gelir. Korozyonu başlatabilen ve kir ve kirletici maddeleri hapsederek birikmelerine izin veren bir yarık oluşturur. Çatlak, kaynağın mukavemetini ve korozyon direncini düşürür ve sterilize edilmesi (temizlenmesi) çok zordur. Yüksek kaliteli alın kaynakları tam nüfuziyetli bağlantılar gerektirir. Aksi takdirde, eklemin mekanik mukavemeti ve yorulma direnci önemli ölçüde azalabilir. Bu sorunları önlemek için, uygun bir kaynak bağlantı tasarımı kullanmak veya arka oluk açmak ve mümkün olduğunda arka tarafa kaynak yapmak önemlidir.

Gözeneklilik: Yüzey gözenekliliği, kir ve korozyonu başlatabilecek diğer kirlilikler için bir sığınak sunar. Yüzey gözenekliliğinin uygun şekilde temizlenmesi ve sterilize edilmesi zordur çünkü kir ve bakterileri hapseder. Nem genellikle kaynakta gözenekliliğe neden olur. Elektrot akısı, koruyucu gaz veya iş parçası yüzeyinden gelebilir. Elektrot kurutma, gaz kimyası ve temizleme uygulamalarına gösterilen özen, yüzey gözenekliliğini en aza indirir. Kaynaklı yüzeylerin görsel muayenesine rehberlik etmek için gözeneklilik kabul seviyelerinin oluşturulması da önemlidir.

Yüzey oksitler: Tüp veya boru kaynaklarının iç yüzeyindeki ısı tonu, birçok uygulama için bir sorun olabilir. Isı tonu oksidini ortadan kaldırmak veya en aza indirmek için bir dizi yöntem vardır. Birincisi, iyi dahili inert gaz temizleme tekniklerini kullanmaktır. Orbital GTAW kullanarak alın ek yerleri yaparken, esasen ısı tonu içermeyen kaynakların elde edilmesi için iyi bir bağlantı teçhizatı ve inert gaz tahliyesi gereklidir. Manuel GTAW kök geçiş kaynağı ile genellikle bir dereceye kadar ısı tonu oluşur. Isı tonunun miktarına ve amaçlanan hizmete bağlı olarak oksidin asitle temizleme veya mekanik cilalama yoluyla giderilmesi gerekebilir.

Isı tonu, özellikle standart östenitik paslanmaz çeliklerde çatlak korozyon direncini önemli ölçüde azaltır. Tortular altında oluşan yarıklarda, mikrobiyolojik olarak etkilenen korozyona (MIC) karşı direnç azalır. Isıyla renklendirilmiş alanların MIC'si, özellikle düşük akış veya durgun koşullar altında, arıtılmamış su hizmetinde meydana gelmiştir. Normal su ile hidrostatik testten sonra sistemlerin boşaltılmaması ve kurutulmaması da MIC'yi indükleyebilir.

Kaldırılamayan kaynaklarda ısı tonu için bir kabul kriteri oluşturmanın iki zorluğu vardır. Bir zorluk, ısı tonunun derecesini ölçmektir. Bir dizi endüstri, ısı tonu kabul seviyelerini net bir şekilde iletmek için ısı tonu renkli fotoğraf çizelgeleri kullanır. Böyle bir grafik AWS D18.1 ve D18.2'de mevcuttur. Diğer bir zorluk, belirli bir hizmet için kabul edilebilir bir ısı tonu miktarı oluşturmaktır.

Isı renklendirmesinden kaynaklanan azalan korozyon direnci, standart alaşımlı paslanmaz çeliklerde (örneğin 304L ve 316L), daha yüksek alaşımlı kalitelere (örneğin HPASS) göre daha belirgindir. Isı rengini çıkarmak son derece zor veya maliyetli olduğunda, tasarımcılar, etkilerini daha iyi karşılamak için daha korozyona dayanıklı bir sınıf düşünmelidir.

Ark darbeleri ve kaynak sıçraması: Ark darbeleri ve kaynak sıçraması yarık görevi görür ve çatlak korozyonunu başlatabilir. Bu kusurları en aza indirmek için, kaynakçı arkın kaynağın yanına değil, kaynak bağlantısında çarpması gerekir. Bunlar mevcutsa, ince öğütme ile uzaklaştırılmalıdır.

Birbirine Benzemeyen Metal Kaynak (DMW)

Östenitik paslanmaz çelikler, farklı östenitik kalitelere, çift yönlü paslanmaz çeliklere ve karbon ve düşük alaşımlı çeliğe kolayca kaynaklanabilir. Farklı metallerin kaynaklanması, hem birleştirilecek metallerin özelliklerinin hem de dolgu metalinin dikkate alınmasını gerektirir, çünkü kaynak, baz metallerden ve dolgu metalinden yapılan yeni bir alaşım oluşturur. Farklı metal kaynakları hakkında ayrıntılı bilgi Nikel Enstitüsü Yayın No. 14 018'de (12) bulunabilir, ancak aşağıdaki tartışma bazı arka plan bilgileri sağlar.

Paslanmaz çeliği karbona veya düşük alaşımlı çeliğe kaynak yaparken, karışık kaynak bileşimi önemli martensit oluşturmamalıdır. Martensit, düşük kaynak sünekliğine neden olur ve hidrojenle ilgili kusurlara eğilimlidir. Seyreltmeden sonra, sıcak çatlamaya karşı iyi bir direnç sağlamak için kaynakta ostenit ve minimum% 5 ferrit bulunmalıdır. Kaynak bileşimi, yaklaşık% 30'luk bir alaşım seyreltme faktörü varsayılarak tahmin edilebilir. Schaeffler Diyagramı daha sonra kaynakta mevcut olan fazları tahmin edebilir. Daha yüksek ferrit içeriğine sahip paslanmaz çelik dolgu (E309L, E309MoL veya Tip 312) iyi bir seçimdir. Tip 308 gibi daha zayıf bir dolgu metal alaşımı ve sıradan çelikten seyreltme ile oluşan martensit, kaynağı gevrekleştirebilir.

Birbirine benzemeyen metal kaynaklar, servis ortamının mekanik özelliklerini ve korozyon direnci gereksinimlerini karşılamalıdır. Kaynak metali, iki baz metale eşit veya daha zayıf olmalıdır. Korozyon direnci, en az dirençli ana metale eşit veya daha fazla olmalıdır. Servis ortamı termal döngüleri içeriyorsa, termal yorgunluk arızalarını en aza indirmek için kaynak ve baz metallerin termal genleşmesi mümkün olduğunca benzer olmalıdır. Bununla birlikte, karbon veya düşük alaşımlı çelikler ile östenitik paslanmaz çelikler arasındaki kaynaklarda, ısıl genleşmedeki fark, servis sıcaklığı 425 ° C (800 ° F) veya daha düşük olduğunda önemli kabul edilmez.

Östenitik paslanmaz çelik içeren farklı molibden sınıflarını kaynaklarken, daha yüksek molibden alaşımlı baz metallere eşit molibden içeriğine sahip bir dolgu metali, tipik olarak farklı östenitik paslanmaz çelik sınıflarını kaynaklarken veya östenitik kaliteleri çift yönlü paslanmaz çeliklerle birleştirirken seçilir.