Paslanmaz Çelik Kaynak

Paslanmaz çelik kaynağı, bozulma, çatlama ve hassasiyet gibi kusurları önlemek için malzeme özelliklerine, ısı kontrolüne ve temizliğe ekstra dikkat gerektirir. Kaynak sırasında, kaynağa komşu paslanmaz çeliğin sıcaklıkları mikroyapısal dönüşümlerin meydana geleceği seviyelere ulaşır ve bu nedenle TIG kaynağı, hassasiyeti ve paslanmaz çeliğin özelliklerine uygunluğu nedeniyle en yaygın kullanılan tekniktir.

 

Tanım

 

Paslanmaz çelik, mekanik özelliklerini, korozyon direncini ve kaynaklanabilirliğini etkileyen mikro yapısına ve bileşimine göre farklı tiplere ayrılır. Ana türler östenitik, ferritik, martensitik, dubleks ve çöktürme-sertleştirmeli paslanmaz çeliklerdir ve her türün, termal iletkenlik, termal genleşme ve çatlama veya hassaslaşma gibi kusurlara duyarlılıktaki farklılıklar nedeniyle özel kaynak hususları ve uygun kaynak teknikleri vardır.

 

 

Paslanmaz Çelik Çeşitleri ve Kaynak Teknikleri

 

Paslanmaz çelikler, olağanüstü korozyona{{2}dirençli özellikler sağlayabilen, belirli bir yüzdede nikel ile birlikte %15 veya daha fazla krom içeren demir-bazlı alaşımlardır. Krom içeriği, belirli son kullanım veya üretim gerekliliklerini karşılamak üzere diğer alaşım elementleriyle birlikte ayarlanabilir ve aşağıda en yaygın paslanmaz çelik türlerine genel bir bakış yer almaktadır.

 

• √Östenitik Paslanmaz Çelik

Yüksek krom (%16-%26) ve nikel (%6-%22), genellikle molibden içerir (ör. 304, 316). Manyetik değildir, mükemmel korozyon direncine ve iyi şekillendirilebilirliğe sahiptir ve uzun süre 450-850 dereceye maruz kalırsa hassaslaşmaya (karbür çökelmesi) eğilimlidir ve taneler arası korozyona yol açar. Ayrıca yüksek termal genleşmeye ve düşük termal iletkenliğe sahiptir, bu da bozulma riskini artırır. Popüler kaliteler 304, 304L (düşük karbon), 316, 316L (düşük karbon), 321 (titanyum ile stabilize edilmiştir). İyi korozyona dayanıklı özellikleri nedeniyle gıda işleme ekipmanlarında, kimyasal tanklarda, borularda, inşaat, altyapı, telekom ve medikal endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Uygun Kaynak Teknikleri

1. 1. TIG Kaynağı (GTAW), hassasiyeti ve bozulmayı en aza indiren hassas ısı kontrolü nedeniyle ince kesitler ve kritik uygulamalar için şiddetle tavsiye edilir. Argon veya argon-helyum koruyucu gaz kullanın.
2. 2. MIG/MAG Kaynağı (GMAW), arkı stabilize etmek için üçlü karışım gazı (argon, helyum, CO2) kullanan, daha kalın kesitler ve daha hızlı üretim için daha uygundur ve sıçramayı azaltabilir.
3. 3. Örtülü kaynak (SMAW) normalde saha onarımlarında veya düşük-karbonlu elektrotlarla (ör. 304L için E308L) kritik olmayan uygulamalarda kullanılır.

•  
• √Ferritik Paslanmaz Çelik

Yüksek krom (%10,5-30), düşük nikel ve düşük karbon (örn. 430), manyetiktir, orta derecede korozyon direncine sahiptir ve ostenitik kalitelere göre daha düşük maliyetlidir. Bu arada, hassaslaşmaya daha az eğilimlidir ancak yüksek sıcaklıklarda tane büyümesine ve kırılganlaşmaya karşı hassastır ve ostenitik kalitelere göre daha düşük termal genleşmeye sahiptir, bu da bozulma riskini azaltır. Yaygın kaliteler 409, 430, 439'dur ve bu tip ferritik metal, otomotiv egzoz sistemlerinde, mutfak aletlerinde ve endüstriyel ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Uygun kaynak teknikleri:

1. 1. TIG Kaynağı (GTAW), ince kesitler ve yüksek-kaliteli kaynaklar için uygundur ve tane büyümesini önlemek için ısı girişi üzerinde iyi bir kontrol sağlayabilir.
2. 2. MIG/MAG Kaynağı (GMAW), daha kalın malzemeler ve daha hızlı kaynak için etkilidir. Aşırı oksidasyonu önlemek için argon-bazlı, düşük CO2'li koruyucu gaz kullanın.
3. 3. Uygun elektrotlarla (ör. E430) kritik olmayan uygulamalar için kabul edilebilir Örtülü Kaynak (SMAW).

 

• √Martensitik Paslanmaz Çelik

Yüksek krom (%11,5-18), orta karbon ve düşük nikel (örn. 410) içerir ve manyetiktir, yüksek mukavemete ve sertliğe sahiptir, ancak diğer türlere kıyasla korozyon direnci daha düşüktür. Bu nedenle, hidrojen- kaynaklı çatlamaya karşı hassastır ve kırılganlığı önlemek için ön ısıtma ve kaynak sonrası ısıl işlem gerektirir. Yüksek ısı iletkenliğine ve düşük ısıl genleşmeye sahiptir. Yaygın kaliteler 410, 420, 440'tır ve cerrahi aletler ve türbin kanatlarında yaygın olarak kullanılırlar.

Uygun Kaynak Teknikleri:

1. 1. TIG Kaynağı (GTAW), argon koruyucu gaz kullanılarak ısı girişi üzerinde hassasiyet ve kontrole uygundur.
2. 2. Örtülü Kaynak (SMAW), onarımlarda veya eşleşen elektrotlarla (örn. E410) daha kalın kesitlerde yaygın olarak kullanılır.
3. 3. MIG/MAG Kaynağı (GMAW), daha az yaygındır ancak kontrollü parametrelerle daha kalın malzemeler için kullanılabilir.

 

• √Dubleks Paslanmaz Çelik

Östenit ve ferritin yüksek krom (%20-30), molibden ve nitrojen (örn. 2205) ile dengeli karışımı ve özellikle klorür ortamlarında yüksek mukavemet ve mükemmel korozyon direncini birleştirir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklarda uygun şekilde kaynak yapılmaması durumunda sigma fazı oluşumuna (kırılgan intermetalik) karşı hassastır. Orta düzeyde termal genleşme ve iletkenliğe sahiptir. Yaygın kaliteler 2205, 2507 vb.'dir ve petrol ve gaz boru hatlarında, kimyasal işlemlerde ve deniz ortamlarında yaygın olarak kullanılırlar.

Uygun Kaynak Teknikleri:

1. 1. TIG Kaynağı (GTAW), argon veya argon-nitrojen koruyucu gaz kullanılarak sigma fazı oluşumunu önlemek üzere kontrollü ısı girdisi ile yüksek-kaliteli kaynaklar için idealdir.
2. 2. MIG/MAG Kaynağı (GMAW), uygun koruyucu gazla (düşük CO2'li argon-helyum karışımı) daha kalın bölümler için uygundur.
3. 3. Çift yönlü{1}}özel elektrotlarla (örneğin, E2209) saha kaynağı için Örtülü Kaynak (SMAW).

 

• √Yağış-Sertleştirme Paslanmaz Çelik

Isıl işlem (örneğin, 17-4 PH) yoluyla güçlendirmek için alüminyum, bakır veya niyobyum gibi alaşım elementleri içerir ve yüksek mukavemete ve orta derecede korozyon direncine sahiptir; bu, aşırı yaşlanmayı veya mekanik özellik kaybını önlemek için kontrollü kaynak gerektirir. Popüler kaliteler 17-4 PH, 15-5 PH'dir ve havacılık bileşenleri, nükleer reaktörler, yüksek mukavemetli bağlantı elemanları için yaygın olarak kullanılırlar.

Uygun Kaynak Teknikleri:

1. 1. Mekanik özellikleri korumak için hassas ve minimum ısı girişi için TIG Kaynağı (GTAW).
2. 2. MIG/MAG Kaynağı (GMAW), kontrollü parametrelerle daha kalın kesitler için uygundur.

 

 

Paslanmaz Çelik Kaynağında Dikkat Edilmesi Gerekenler

 

Paslanmaz çelik yüksek ısı iletkenliğine ve düşük ısıl genleşmeye sahiptir, bu da kaynak sırasında daha yüksek bozulma ve bükülme riskine yol açar. Ayrıca, özellikle 304 ve 316 gibi östenitik kalitelerde, çok uzun süre yüksek sıcaklıklara maruz kalması durumunda hassaslaşmaya (korozyon direnci kaybı) eğilimlidir. Bu kaynak kusurlarını önlemek için kaynakçının aşağıdaki hususları dikkate alması gerekir:

 

• √Ön-Temizlik

Kaynak eklemini boya, yağ, gres, astarlar, kesme bileşikleri ve diğer hidrokarbonlar gibi kirleticilerden temizleyin. Bu tür kirletici maddeler kaynağa karbon katabilir, korozyon direncini bozabilir ve bağlantıyı zayıflatabilir. Çok önemli bir not, kaynakçının bağlantıyı temizlemek için özel bir paslanmaz çelik fırça kullanması gerektiğidir ve daha önce karbon çeliği üzerinde kullanılan fırçayı kullanmadığından emin olun çünkü bu, paslanmaz çelik iş parçasını kirletebilir.

• √Dolgu Seçimi

İşin kapsamına bağlı olarak uygun dolgu malzemesinin seçilmesi ve paslanmaz çeliğin kalitesine uygun olması ve hemen hemen aynı özellikleri sağlaması gerekir.

• √Kaynak Bağlantı Tasarımı

Kaynaklı bağlantı tasarımı, kaynak yapısını, kaynak tekniğini ve malzemeyi tamamlar ve kaynakların mukavemetini ve kalitesini belirleyecek ana faktörlerden biridir. Bu nedenle kaynaklara uygulanan kuvvetleri anlamak kritik öneme sahiptir ve bunu bağlantı tasarımına entegre etmek yapısal arızayı önleyecektir.

• √Sınıf Seçimi

Kalite Seçimi, farklı kaliteler (ör. östenitik, ferritik, martensitik, dubleks) farklı davranır, düşük-karbon kaliteleri (ör. 304L, 316L) karbür çökelmesi ve tanecikler arası korozyon riskini en aza indirebilir.

• √Isı Girişi Kontrolü

Isı Girişi Kontrolü, aşırı ısı, tane büyümesine, bozulmaya ve korozyon direncinin kaybolmasına neden olabilir; düşük ısı girişi kullanmak ve yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmaktan kaçınmak akıllıca olacaktır. Genel olarak kaynak akımı, korozyonu önlemek için karbon çeliğine göre yaklaşık %20 daha az olmalıdır.

• √Koruyucu Gaz

Koruyucu Gaz, MIG ve TIG kaynağı gibi işlemlerde koruyucu gaz seçimi, kaynak havuzunun kirlenmeden korunması açısından çok önemlidir. Doğru koruyucu gaz bileşimi kaynak kusurları riskini azaltacak ve kaynağın genel sonucunu iyileştirecektir.

 

Bu nedenle, sağlam kaynak yapmak için deneyimli bir kaynakçının, paslanmaz çelik kalitesi, kaynak tekniği, ısı girdisi, koruyucu gaz, güç kaynağı, torç açısı, ilerleme hızı ve biriktirme oranı dahil olmak üzere kapsamlı bir parametreyi dikkate alması gerekir. Kaynakçı ancak bu kaynak parametrelerini etkin bir şekilde kullanarak yüksek ve tutarlı kalitede kaynak elde edebilir.

 

Kusurlar ve Önlemler

 

Paslanmaz çelikteki en yaygın kaynak kusurları arasında çatlaklar, gözeneklilik, cüruf kalıntıları, erime eksikliği, eksik nüfuziyet, alttan kesikler, sıçrama ve distorsiyonun yanı sıra demir parçacıklarından kaynaklanan kirlenme, ısı renk tonları ve kaynak çürümesi yer alır. Bu kusurlar, kaynağın mekanik özelliklerini ve korozyon direncini azaltır ve uygun olmayan temizlikten, hatalı elektrot/gaz ayarlarından, aşırı ısı girdisinden veya düşük ısı iletkenliğinden kaynaklanabilir.

 

• √Çözgü

Paslanmaz çeliğin düşük ısı iletkenliği ve yüksek ısıl genleşmesi vardır, bu da onu bükülmeye karşı duyarlı hale getirir. Kaynak sırasında aşırı ısı girişi veya sıcaklıktaki hızlı bir değişiklik metali stres altına sokar ve soğudukça distorsiyona neden olur. En yaygın çözüm, iş parçaları arasındaki eksik kaynaşma nedeniyle kötü kaynak kalitesini önlerken ısı girdisini azaltmaktır ve başka bir çözüm, bakır veya pirinci kaynak dikişinin arkasına veya yanına sıkıştırarak gereksiz ısıyı emerek bir ısı emici oluşturmaktır.

 

• √Çatlama

Kaynak sırasında veya sonrasında çatlama meydana gelebilir ve yüksek termal gerilimden veya uygun olmayan soğuma hızlarından etkilenebilir.

İki ana çatlama türü vardır: sıcak çatlama ve soğuk çatlama. Kaynak işleminin katılaşması sırasında, kaynaktaki kükürt veya fosfor gibi yabancı maddelerin aşırı miktarı nedeniyle sıcak çatlama meydana gelir ve bu, belirli alanların erime noktasını düşürebilir ve metal katılaştıkça çatlakların oluşmasına neden olabilir. Genellikle kaynağın yüksek-sıcaklık bölgelerinde meydana gelir. Soğuk çatlama, kaynak birkaç saatten birkaç güne kadar soğuduktan sonra meydana gelir ve buna genellikle kaynaktan sonra metalde kalan artık gerilim veya kaynak tarafından emilen hidrojen neden olur. Çatlamayı önlemek için, doğru dolgu malzemelerini kullanmak ve soğutma hızını çok dikkatli bir şekilde kontrol etmek akıllıca olacaktır; bu arada, taban malzemesinin ön ısıtılması, kaynak öncesinde termal gerilimi azaltmanın iyi bir yolu olabilir.

 

• √Gözeneklilik

Bu, kaynaklarda gaz ceplerinin sıkışıp küçük boşluklara veya oyuklara yol açtığı bir kusurdur ve genellikle kir, yağ, pas gibi gazların kaynağa girmesine neden olabilecek kirletici maddelerden kaynaklanır. Bu gazlar daha sonra erimiş kaynak havuzunda tutulur ve metal soğudukça boşluklar oluşur. Uygun olmayan koruyucu gaz kullanılması da gözenekliliğe neden olabilir. Ana malzeme veya dolgu malzemeleri üzerindeki nem ve rutubet, kaynak sırasında buharlaşarak kaynakta gaz kabarcıkları oluşturabilir. Bu nedenle, ana malzemeyi ve dolgu çubuklarını temiz ve kuru tutmak ve kaynak işlemi boyunca tutarlı bir akışı korumak için doğru koruyucu gazı kullanmak önemlidir.

 

• √Kötü Füzyon

Kaynak metali ana malzeme ile düzgün bir şekilde kaynaşmadığında zayıf kaynaşma meydana gelir ve iki malzemenin tam olarak birleştirilmediği bağlantı yerinde zayıf noktalar oluşur. Bu, kaynağın genel gücünü ciddi şekilde azaltabilir ve arıza riskini artırabilir. Bu kusur genellikle yetersiz ısı, yanlış kaynak açısı, hızlı ilerleme hızından kaynaklanır.

 

• √Kaynak Sıçramaları

Kaynak sırasında kaynak havuzundan dışarı itilen küçük erimiş metal damlacıklarıdır ve kaynağı gerçekten zayıflatmazlar. Ancak görünümü etkilerler ve bu da gereksiz tedavi sonrası çalışmalara yol açabilir. Sıçramalara genellikle yüksek akım ayarları neden olur; bu durum, erimiş metalin kaynak havuzundan şiddetle fırlaması nedeniyle aşırı sıçrama üretebilir. Yanlış ark uzunluğu ve uygun olmayan koruyucu gaz da paslanmaz çelik kaynağı sırasında sıçramaya neden olabilir. Bu nedenle, kaynak boyunca sabit akışlı doğru koruyucu gazı kullanarak sıçramayı azaltmak, mevcut ayarları ayarlamak ve stabil bir arkı korumak önemlidir.

 

 

Paslanmaz çeliğin kaynaklanması, bozulma, çatlama ve hassasiyet gibi kusurları önlemek için malzeme özellikleri, koruyucu gaz, dolgu maddeleri, ısı girişi ve temizlik gibi birçok parametreye dikkat edilmesini gerektirir. Fabmann'ın deneyimli kaynakçıları, makineyi doğru voltaj ve amperajla ayarlamak için en iyi uygulamayı takip eder ve yüksek kaliteli korozyona- dirençli kaynaklar elde etmek için paslanmaz çelik malzemenin kalınlığına ve paslanmaz çelik türüne bağlı olarak doğru ilerleme hızında nasıl kaynak yapılacağını bilirler. Fabmann, güneş enerjisi endüstrisi, makine parçaları vehavalandırma kapaklarıev inşaatı sektörü için.