استاندارد EN-۱۰۱۱

موتد مصرفي در جوشكاري

راهنماي جوشکاري فولادهاي زنگ نزن بر اساس استاندارد EN-۱۰۱۱

● موارد عمومي :

ابزارهاي مورد استفاده در آماده سازي فولادهاي زنگ نزن بايد مخصوص اين فولادها بوده و در مورد ديگر فلزات استفاده نشوند . آلودگي ابزار به فلزات ديگر ميتواند باعث ايجاد خوردگي در فولادهاي زنگ نزن گردد .

اکسيد هاي سطحي بوجود آمده در اثر جوشکاري بايد با روشهاي مناسب حذف شوند . قطعات مورد استفاده براي آغاز و اتمام قوس جوشکاري بايد از ج__ن__س__ی مشابه فلز پايه انتخاب شوند .

در صورتيکه قطعه فقط از يکطرف جوشکاري شود پاس ريشه بايد از طرف مقابل تحت حفاظت گازهاي محافظ قرار گرفته و پاس اول توسط TIG يا پلاسما اجرا شود .

در صورت استفاده از پشت بند دائم ، اين پشت بند بايد از جنس فلز پايه باشد . همچنين در صورت امکان ايجاد خوردگي شياري نبايد از پشت بند دايم استفاده شود .

در صورت استفاده از پشت بند موقت مسي بايد سطح پشت بند در قسمت ريشه جوش شياري ايجاد گردد تا احتمال نفوذ مس در جوش کاهش يابد . مي توان از آبکاري کرم يا نيکل نيز استفاده کرد .

در صورت استفاده از گاز محافظ در سمت ريشه جوش بايد زمان اعمال گاز بدرستي رعايت گردد تا احتمال اکسيد شدن ريشه از بين برود .

تميز کاري پس از جوش بايد حتما" اجرا گردد تا مقاومت خوردگي فولادها کاهش پيدا نکند . تميز کاري را مي توان بروشهاي مختلف انجام داد :

- برس زني با برس سيمي از جنس فولاد زنگ نزن

- بلاست با ذرات شيشه يا گوي هاي فولاد زنگ نزن

- سنگ زني با سنگ هاي تميز و مخصوص فولاد زنگ نزن

- اسيد شويي

- پرداخت الکتروليتي

● جوشکاري فولادهاي آ ستنيتي :

تمامي فرآيندهاي قوس الکتريکي را مي توان براي اين نوع فولادها بکار برد . حرارت ورودي را بايد تا جاي ممکن پايين نگه داشت تا باعث پيچيدگي ، ترک گرم و حساس شدن فلز پايه نگردد . همچنين از پيش گرم اين فولادها بايد اجتناب شود .

آرايش لبه ها مانند فولادهاي کربني مي باشد . در مورد ورقهاي نازک مي توان با ذوب کردن لبه ها بدون نياز به فلز پرکننده جوشکاري را انجام داد .

فلز پرکننده بايد بر اساس توصيه سازنده انتخاب شود . اين مواد را مي توان بر اساس استاندارد هاي EN ۱۲۰۷۳ , EN ۱۲۰۷۲ , EN ۱۶۰۰ انتخاب کرد .

مواد مصرفي در جوشکاري فولادهاي آستنيتي معمولا" فلز جوشي شامل مقاديري فريت توليد مي کنند تا احتمال ايجاد ترک گرم را کاهش دهند .

گاز محافظ در فرآيند TIG اغلب آرگون ، آرگون هيدروژن و يا آرگون هليوم مي باشد .

فولادهاي آستنيتي داراي ضريب انبساط بالا و هدايت حرارتي کم هستند لذا بسيار مستعد يچيدگي هستند . بنابراين اين موضوع بايد کنترل شود .

عمليات حرارتي پس از جوش در اغلب موارد براي اين فولادها نيازي نمي باشد . البته ممکن است جهت کاهش تنش پسماند يا افزايش خواص مطلوب عمليات حرارتي آنيل اجرا گردد . همچنين مي توان جهت تنش زدايي قطعه را تا ۴۵۰C گرم کرد .

● جوشکاري فولادهاي فريتي :

اين فولادها را نيز مي توان با انواع فرآيندهاي قوس الکتريکي جوشکاري نمود . اين فولادها مستعد رشد دانه مي باشند لذا بايد حرارت ورودي کم باشد .

گاهي ممکن است پيش گرم ۲۰۰ – ۳۰۰C در فولادهاي نيمه فريتي با ضخامت بيشتر از ۳ mm نياز باشد . از ورود کربن و نيتروژن به درون جوش بايد جلوگيري شود . مواد مصرفي آستنيتي بدليل داکتيليتي بيشتر نسبت به فلز پايه براي جوشکاري اين فولادها ترجيح داده مي شود . در صورتيکه خطر ورود سولفور از محيط به درون قطعه باشد ، لايه نهايي جوش که با محيط در تماس است بايد از مواد فريتي انتخاب شود . جهت جلوگيري ازخوردگي نبايد مقدار کرم فلز جوش کمتر از فلز پايه باشد .

مواد مصرفي فريتي را نيز در مواقعي که نياز به انبساط حرارتي برابر و يا نماي ظاهري يکسان سطح باشد ، انتخاب نمود .

گاز محافظ بايد با پايه آرگون باشد و بهيچ وجه نبايد شامل CO ۲ ، هيدروژن يا نيتروژن باشد .

در فولادهاي فريتي بدليل ضريب انبساط کم و هدايت حرارتي بالا مشکل پيچيدگي بسيار کمتر از فولادهاي آستنيتي است .

آنيل قطعه پس از جوشکاري در دماي ۷۰۰ – ۸۰۰C انجام مي گيرد تا علاوه بر افزايش داکتيليتي منطقه HAZ و کاهش تنشهاي پسماند ، مقاومت به خوردگي بين دانه اي نيز بهبود مي يابد .

● جوشکاري فولادهاي دوبلکس :

جوشپذيري فولادهاي دوبلکس با تنظيم درصد آستنيت - فريت و افزايش نيتروژن بهبود يافته است و احتمال رشد دانه و يا ايجاد بيش از حد فريت در ناحيه HAZ کاهش يافته است .

براي جوشکاري اين فولادها از تمامي فرآيندهاي قوس الکتريکي ميتوان استفاده کرد . در موارديکه جوشکاري بدون فلز پر کننده اجرا مي شود ناحيه اتصال بايد بعد از جوشکاري آنيل شده و بسرعت تا دماي اتاق سرد شود .

به پيش گرم در اين فولادها نياز نمي باشد اما مي توان حداکثر تا ۱۰۰ جهت حذف رطوبت قطعه را پيش گرم کرد .

ميزان حرارت ورودي در اين فولادها بايد در يک محدوده مشخص قرار گيرد . حرارت ورودي کم باعث سريع سرد شدن و افزايش ميزان فريت و حرارت ورودي بالا باعث رسوب فازهاي بين فلزي مي گردد . ماکزيمم دماي بين پاسي براي فولادهاي کم و متوسط آلياژ ۲۵۰C و براي فولادهاي پرآلياژ ۱۰۰ – ۱۵۰C مي باشد .

جهت دسترسي به ساختار جوش مناسب بايد از مواد مصرفي با نيکل بالا استفاده شود .

براي فولادهاي کم و متوسط آلياژ که در محيطهاي خورنده قرار مي گيرند مي توان از مواد مصرفي دوبلکس با مقادير بالاي کرم ، موليبدن و نيتروژن استفاده کرد . از هيدروژن در گازهاي محافظ بايد اجتناب گردد . فولادهاي دوبلکس به ترک هيدروژني حساس هستند .

فولادهاي دوبلکس حاوي مقادير بالاي نيتروژن ( _ ۰.۲۰% ) نسبت به تشکيل تخلخل مستعد مي باشند . احتمال ايجاد تخلخل در حالت جوشکاري بالاسري بيشتر مي شود . براي رفع اين مشکل بايد پاسها نازک بوده و از طول قوس زياد اجتناب گردد .

عمليات پس گرمايي در اين فولادها اغلب نياز نمي باشد . در صورت نياز به آنيکل محلولي بعد از جوشکاري اين عمل بايد در دماي ۳۰ – ۴۰C بالاتر از دماي عمليات مشابه براي فلز پايه انجام گيرد. پس از اين عمليات قطعه بايد بسرعت تا دماي محيط سرد شود .

● جوشکاري فولادهاي مارتنزيتي :

اين فولادها را اغلب بروش TIG يا MMA جوشکاري مي کنند البته روشهاي قوس الکتريکي ديگر را نيز در شرايط خاص مي توان استفاده کرد .

در کليه حالات مي توان از مواد آستنيتي يا مواد مشابه به فلز پايه استفاده کرد . حرارت ورودي بايد حد نرمال باشد . پيش گرم بسته به نوع فولاد مي تواند بين ۱۰۰ - ۳۰۰C اجرا گردد .

در اين فولادها نيز بدليل هدايت حرارتي بالا و ضريب انبساط پايين پيچيدگي مشکل عمده اي نمي باشد .

در صورتيکه از مواد مصرفي آستنيتي براي جوشکاري اين فولادها استفاده شود احتياجي به PWHT نمي باشد ولي در صورت استفاده از مواد مصرفي مشابه فلز پايه عمليات حرارتي طبق توصيه سازنده فلز پايه الزامي است