ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग विशेषताएँ: वेल्डिंग के दौरान लोचदार और प्लास्टिक तनाव और तनाव की मात्रा बड़ी होती है, लेकिन ठंडी दरारें शायद ही कभी होती हैं। वेल्डेड जोड़ में कोई शमन सख्त क्षेत्र और अनाज का मोटा होना नहीं है, इसलिए वेल्डेड जोड़ की तन्य शक्ति अधिक है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग की मुख्य समस्याएं: वेल्डिंग विरूपण बड़ा है; इसकी अनाज सीमा विशेषताओं और कुछ ट्रेस अशुद्धियों (एस, पी) के प्रति संवेदनशीलता के कारण, गर्म दरारें पैदा करना आसान है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की पांच प्रमुख वेल्डिंग समस्याएं और उनके समाधान
1. क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण से वेल्डेड जोड़ों के अंतर-दानेदार संक्षारण के प्रतिरोध में कमी आती है।
अंतर-दानेदार संक्षारण: खराब क्रोमियम के सिद्धांत के अनुसार, जब वेल्ड और गर्मी-प्रभावित क्षेत्र को 450-850 डिग्री संवेदीकरण तापमान क्षेत्र में गर्म किया जाता है, तो क्रोमियम कार्बाइड अनाज की सीमा पर अवक्षेपित हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप खराब क्रोमियम की अनाज सीमा होगी, जो संक्षारण का विरोध करने के लिए पर्याप्त नहीं है।
(1) वेल्ड के अंतर-दानेदार संक्षारण और लक्ष्य सामग्री पर संवेदनशील तापमान क्षेत्र में संक्षारण के लिए, निम्नलिखित उपायों का उपयोग सीमित करने के लिए किया जा सकता है:
a. आधार धातु और वेल्ड की कार्बन सामग्री को कम करें, और Cr23C6 के गठन से बचने के लिए अधिमानतः MC बनाने के लिए आधार धातु में स्थिरीकरण तत्व Ti, Nb और अन्य तत्वों को जोड़ें।
बी. वेल्ड को ऑस्टेनाइट और थोड़ी मात्रा में फेराइट की दोहरी-चरण संरचना बनाएं। जब वेल्ड में फेराइट की एक निश्चित मात्रा होती है, तो अनाज को परिष्कृत किया जा सकता है, अनाज के क्षेत्र को बढ़ाया जा सकता है, और अनाज सीमा के प्रति इकाई क्षेत्र में क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण की मात्रा को कम किया जा सकता है। क्रोमियम में फेराइट में बड़ी घुलनशीलता होती है, और Cr23C6 को फेराइट में अधिमानतः बनाया जाता है, बिना ऑस्टेनाइट अनाज सीमा को क्रोमियम में समाप्त किए; ऑस्टेनाइट के बीच बिखरे हुए फेराइट अनाज सीमा के साथ आंतरिक प्रसार के लिए जंग को रोक सकते हैं।
सी. संवेदीकरण तापमान सीमा में निवास समय को नियंत्रित करें। 600-1000 डिग्री पर निवास समय को जितना संभव हो सके कम करने के लिए वेल्डिंग थर्मल चक्र को समायोजित करें, उच्च ऊर्जा घनत्व (जैसे प्लाज्मा आर्गन आर्क वेल्डिंग) के साथ एक वेल्डिंग विधि चुनें, एक छोटी वेल्डिंग लाइन ऊर्जा चुनें, और वेल्ड के पीछे आर्गन गैस पास करें या तांबे के पैड का उपयोग करें वेल्डेड संयुक्त की शीतलन दर बढ़ाएं, बार-बार गर्म होने से बचने के लिए आर्किंग और आर्किंग की संख्या कम करें, और बहु-परत वेल्डिंग के दौरान संक्षारक माध्यम के साथ संपर्क सतह पर अंतिम वेल्डिंग लागू करें।
डी. वेल्डिंग के बाद, घोल उपचार या स्थिरीकरण एनीलिंग (850-900 डिग्री) और गर्मी संरक्षण के बाद वायु-शीतलन करें, ताकि कार्बाइड पूरी तरह से अवक्षेपित हो सकें और क्रोमियम का प्रसार तेज हो सके)।
(2) वेल्डेड जोड़ों का चाकू जैसा जंग लगना, इस कारण से, निम्नलिखित निवारक उपाय किए जा सकते हैं:
कार्बन की प्रबल विसरणशीलता के कारण, यह ठंडा करने की प्रक्रिया के दौरान अनाज की सीमा पर अलग होकर एक अतिसंतृप्त अवस्था बना लेगा, जबकि Ti और Nb अपनी कम विसरणशीलता के कारण क्रिस्टल में बने रहेंगे। जब वेल्डेड जोड़ को संवेदीकरण तापमान सीमा में फिर से गर्म किया जाता है, तो अतिसंतृप्त कार्बन अंतरकणिका में Cr23C6 के रूप में अवक्षेपित हो जाएगा।
क. कार्बन की मात्रा कम करें। स्थिरीकरण तत्वों वाले स्टेनलेस स्टील के लिए, कार्बन की मात्रा 0.06% से अधिक नहीं होनी चाहिए।
ख. उचित वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग करें। उच्च तापमान पर अधिक गर्म क्षेत्र के निवास समय को कम करने के लिए एक छोटी वेल्डिंग लाइन ऊर्जा का चयन करें, और वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान "मध्यम तापमान संवेदीकरण" के प्रभाव से बचने के लिए ध्यान दें। जब डबल-साइड वेल्डिंग होती है, तो संक्षारक माध्यम के संपर्क में वेल्डिंग सीम को अंतिम रूप से वेल्डेड किया जाना चाहिए (यही कारण है कि बड़े व्यास वाली मोटी दीवार वाली वेल्डेड पाइप की आंतरिक वेल्डिंग बाहरी वेल्डिंग के बाद की जाती है)। संक्षारक माध्यम के संपर्क में अधिक गर्म क्षेत्र को फिर से संवेदीकरण द्वारा गर्म किया जाता है।
सी. वेल्डिंग के बाद ऊष्मा उपचार। वेल्डिंग के बाद घोल या स्थिरीकरण उपचार किया जाता है।
2 तनाव संक्षारण दरार
तनाव संक्षारण दरार की घटना को रोकने के लिए निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं:
ए. सामग्री का सही चयन और वेल्ड संरचना का उचित समायोजन। उच्च शुद्धता वाले क्रोमियम-निकल ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, उच्च-सिलिकॉन क्रोमियम-निकल ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, उच्च-क्रोमियम फेरिटिक स्टेनलेस स्टील, आदि में अच्छा तनाव संक्षारण प्रतिरोध होता है, और वेल्ड धातु ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील है। दोहरे चरण वाले स्टील की संरचना फेरिटिक और फेरिटिक होने पर तनाव-संक्षारण प्रतिरोध अच्छा होता है।
ख. अवशिष्ट तनाव को खत्म करना या कम करना। वेल्डिंग के बाद तनाव से राहत के लिए ऊष्मा उपचार किया जाता है, और सतह के अवशिष्ट तनाव को कम करने के लिए पॉलिशिंग, शॉट पीनिंग और हैमरिंग जैसी यांत्रिक विधियों का उपयोग किया जाता है।
ग. उचित संरचनात्मक डिजाइन, ताकि बड़े तनाव सांद्रता से बचा जा सके।
3. वेल्डिंग गर्म दरारें (वेल्ड क्रिस्टलीकरण दरारें, गर्मी प्रभावित क्षेत्र द्रवीकरण दरारें)
थर्मल क्रैक संवेदनशीलता मुख्य रूप से सामग्री की रासायनिक संरचना, संरचना और गुणों पर निर्भर करती है। Ni को S और P जैसी अशुद्धियों के साथ कम गलनांक वाले यौगिक या यूटेक्टिक बनाना आसान है, और बोरॉन और सिलिकॉन के पृथक्करण से थर्मल क्रैकिंग होगी। वेल्ड मजबूत दिशात्मकता के साथ एक मोटे स्तंभ अनाज संरचना बनाने में आसान है, जो हानिकारक अशुद्धियों और तत्वों के पृथक्करण के लिए अनुकूल है। जिससे एक सतत इंटरक्रिस्टलाइन तरल फिल्म के गठन को बढ़ावा मिलता है और थर्मल क्रैकिंग की संवेदनशीलता में सुधार होता है। यदि वेल्डिंग को असमान रूप से गर्म किया जाता है, तो एक बड़ा तन्य तनाव बनाना आसान होता है और वेल्डिंग हॉट क्रैक की पीढ़ी को बढ़ावा देता है।
निवारक उपाय:
क. हानिकारक अशुद्धियों एस और पी की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित करें।
ख. वेल्ड धातु की बनावट को समायोजित करें। दोहरे चरण संरचना वेल्ड में अच्छा दरार प्रतिरोध है। वेल्ड में डेल्टा चरण अनाज को परिष्कृत कर सकता है, एकल चरण ऑस्टेनाइट की दिशात्मकता को समाप्त कर सकता है, अनाज सीमा पर हानिकारक अशुद्धियों के अलगाव को कम कर सकता है, और डेल्टा चरण अधिक एस, पी को भंग कर सकता है, और इंटरफेसियल ऊर्जा को कम कर सकता है और इंटरक्रिस्टलाइन तरल फिल्म के गठन को व्यवस्थित कर सकता है।
सी. वेल्ड धातु मिश्र धातु संरचना को समायोजित करें। एकल-चरण ऑस्टेनिटिक स्टील में Mn, C, और N की सामग्री को उचित रूप से बढ़ाएँ, और गर्म दरार संवेदनशीलता को कम करने के लिए सेरियम, पिकैक्स और टैंटलम (जो वेल्ड संरचना को परिष्कृत कर सकते हैं और अनाज की सीमाओं को शुद्ध कर सकते हैं) जैसे ट्रेस तत्वों की एक छोटी मात्रा जोड़ें।
डी. प्रक्रिया उपाय। मोटे स्तंभ क्रिस्टल के गठन को रोकने के लिए पिघले हुए पूल के अति ताप को कम करें, और छोटी लाइन ऊर्जा और छोटे क्रॉस-सेक्शन वेल्ड बीड्स का उपयोग करें।
उदाहरण के लिए, टाइप 25-20 ऑस्टेनिटिक स्टील्स द्रवीकरण दरारों के लिए प्रवण हैं। आधार धातु की अशुद्धता सामग्री और अनाज के आकार को सख्ती से सीमित करके, उच्च ऊर्जा घनत्व वेल्डिंग विधियों, छोटी लाइन ऊर्जा को अपनाकर और जोड़ों की शीतलन दर और अन्य उपायों को बढ़ाकर।
4. वेल्डेड जोड़ों का भंगुर होना
गर्म-शक्ति वाले स्टील को वेल्डेड जोड़ की प्लास्टिसिटी सुनिश्चित करनी चाहिए और उच्च तापमान भंगुरता को रोकना चाहिए; वेल्डेड जोड़ के निम्न तापमान भंगुरता को रोकने के लिए निम्न तापमान वाले स्टील में अच्छी निम्न तापमान कठोरता होनी आवश्यक है।
5. बड़ी वेल्डिंग विरूपण
कम तापीय चालकता और बड़े विस्तार गुणांक के कारण, वेल्डिंग विरूपण बड़ा है, और विरूपण को रोकने के लिए एक स्थिरता का उपयोग किया जा सकता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए वेल्डिंग विधियाँ और वेल्डिंग सामग्री का चयन:
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को आर्गन टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (TIG), मेल्टिंग इलेक्ट्रोड आर्गन आर्क वेल्डिंग (MIG), प्लाज़्मा आर्गन आर्क वेल्डिंग (PAW) और सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग (SAW) द्वारा वेल्ड किया जा सकता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में कम गलनांक, कम तापीय चालकता और उच्च प्रतिरोधकता के कारण कम वेल्डिंग करंट होता है। उच्च तापमान निवास समय को कम करने, कार्बाइड अवक्षेपण को रोकने, वेल्ड सिकुड़न तनाव को कम करने और थर्मल दरार संवेदनशीलता को कम करने के लिए संकीर्ण वेल्ड और बीड्स का उपयोग किया जाना चाहिए।
वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों, विशेष रूप से Cr और Ni के मिश्र धातु तत्वों की संरचना, आधार धातु की तुलना में अधिक है। फेराइट की एक छोटी मात्रा (4-12%) युक्त वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों का उपयोग वेल्ड के अच्छे दरार प्रतिरोध (ठंडी दरार, गर्म दरार, तनाव संक्षारण दरार) को सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। जब वेल्ड में फेराइट चरण की अनुमति नहीं है या असंभव है, तो Mo, Mn और अन्य मिश्र धातु तत्वों वाले वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों का चयन किया जाना चाहिए।
वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों में C, S, P, Si और Nb जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए। शुद्ध ऑस्टेनाइट वेल्ड में Nb जमने वाली दरारें पैदा करेगा, लेकिन वेल्ड में फेराइट की थोड़ी मात्रा को प्रभावी ढंग से टाला जा सकता है। वेल्डेड संरचनाओं के लिए जिन्हें वेल्डिंग के बाद स्थिर या तनाव से राहत देने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर Nb युक्त वेल्डिंग सामग्री का चयन किया जाता है। मध्यम प्लेटों को वेल्डिंग करने के लिए जलमग्न चाप वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, और Cr और Ni के जलने के नुकसान को फ्लक्स और वेल्डिंग तार में मिश्र धातु तत्वों के संक्रमण द्वारा पूरक किया जा सकता है; बड़ी प्रवेश गहराई के कारण, वेल्ड के केंद्र में गर्म दरारों की पीढ़ी को रोकने और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र के संक्षारण प्रतिरोध पर ध्यान देना चाहिए। यौन कमी। पतले वेल्डिंग तार और छोटी वेल्डिंग लाइन ऊर्जा के चयन पर ध्यान देना चाहिए, और वेल्डिंग तार में Si, S और P कम होना चाहिए। गर्मी प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील वेल्ड में फेराइट सामग्री 5% से अधिक नहीं होनी चाहिए। 20% से अधिक Cr और Ni सामग्री वाले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के लिए, उच्च Mn (6-8%) वेल्डिंग तार का उपयोग किया जाना चाहिए, और क्षारीय या तटस्थ फ्लक्स का उपयोग फ्लक्स के रूप में किया जाना चाहिए ताकि वेल्ड में Si को बढ़ने से रोका जा सके और इसके दरार प्रतिरोध को बेहतर बनाया जा सके। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के लिए विशेष फ्लक्स में बहुत कम Si की मात्रा होती है, जो वेल्ड प्रदर्शन और रासायनिक संरचना की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मिश्र धातु तत्वों के जलने के नुकसान की भरपाई करने के लिए मिश्र धातु को वेल्ड में स्थानांतरित कर सकता है।
