1. परिचय
स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग उद्योग में नियमित है, लेकिन कैसे मामले: प्रत्येक स्टेनलेस समूह (austenitic, फेरिटिक, डुप्लेक्स, martensitic, अवक्षेपण-कठोरीकरण, और उच्च-मिश्र धातु ग्रेड) विशिष्ट धातुकर्म व्यवहार लाता है जो प्रक्रिया की पसंद निर्धारित करता है, भराव मिश्र धातु, ऊष्मा इनपुट, उपचार से पहले/उपचार के बाद, और निरीक्षण व्यवस्थाएँ.
सही प्रक्रिया चयन और नियंत्रण के साथ-परिरक्षण गैस, ऊष्मा इनपुट, भराव मिलान, इंटरपास तापमान और उचित पोस्ट-वेल्ड सफाई - विश्वसनीय ताकत और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने के लिए अधिकांश ग्रेड को वेल्ड किया जा सकता है.
गलत तरीके से लागू की गई प्रथाएं, तथापि, गर्म दरार का कारण बनता है, संवेदीकरण, भंगुरता या अस्वीकार्य संक्षारण प्रदर्शन.
2. स्टेनलेस स्टील के लिए वेल्डेबिलिटी क्यों मायने रखती है?
स्टेनलेस स्टीलइसका मूल्य इसके अनूठे दोहरे वादे में निहित है: संक्षारण प्रतिरोध (इसकी क्रोमियम-समृद्ध ऑक्साइड परत से) और संरचनात्मक विश्वसनीयता (इसके अनुरूप यांत्रिक गुणों से).
तेल जैसे उद्योगों में & गैस, विद्युत उत्पादन, रासायनिक प्रसंस्करण, निर्माण, और खाद्य उपकरण, अधिकांश स्टेनलेस घटकों को निर्माण के दौरान वेल्डिंग की आवश्यकता होती है, इंस्टालेशन, या मरम्मत.
वेल्डेबिलिटी केवल एक "विनिर्माण सुविधा" नहीं है - यह लिंचपिन है जो सुनिश्चित करती है कि यह वादा वेल्डेड घटकों में सच है.
खराब वेल्डेबिलिटी स्टेनलेस स्टील के मुख्य कार्यों को कमजोर कर देती है, विनाशकारी विफलताओं की ओर ले जाता है, अत्यधिक लागत, और उद्योग मानकों का अनुपालन न करना.
3. स्टेनलेस स्टील वेल्डेबिलिटी की प्रमुख धातुकर्म नींव
स्टेनलेस स्टील की वेल्डेबिलिटी मूल रूप से उनके द्वारा नियंत्रित होती है रासायनिक संरचना और क्रिस्टल की संरचना.
मिश्र धातु तत्व न केवल संक्षारण प्रतिरोध को परिभाषित करते हैं बल्कि यह भी नियंत्रित करते हैं कि स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग के थर्मल चक्र के तहत कैसे व्यवहार करते हैं.
मिश्र धातु तत्वों का प्रभाव
| मिश्रधातु तत्व | बेस मेटल में भूमिका | वेल्डेबिलिटी पर प्रभाव |
| क्रोमियम (करोड़, 10.5-30%) | संक्षारण प्रतिरोध के लिए निष्क्रिय Cr₂O₃ फिल्म बनाता है. | उच्च सीआर से हॉट क्रैकिंग का खतरा बढ़ जाता है; सीआर कार्बाइड (Cr₂₃C₆) वर्षा संवेदीकरण का कारण बनती है यदि C > 0.03%. |
| निकल (में, 0-25%) | ऑस्टेनाइट को स्थिर करता है (लचीलापन में सुधार करता है, बेरहमी). | उच्च नि (>20%, उदा।, 310एस) गर्म टूटने का खतरा बढ़ जाता है; फेरिटिक्स में कम Ni HAZ में लचीलापन कम कर देता है. |
| मोलिब्डेनम (एमओ, 0-6%) | पिटिंग प्रतिरोध को बढ़ाता है (PREN मान बढ़ाता है). | कोई प्रत्यक्ष वेल्डेबिलिटी समस्या नहीं; यदि ताप इनपुट नियंत्रित किया जाता है तो संक्षारण प्रतिरोध बनाए रखता है. |
| कार्बन (सी, 0.01-1.2%) | मार्टेंसिटिक स्टील्स को मजबूत करता है; संवेदीकरण को प्रभावित करता है. | >0.03% ऑस्टेनिटिक में → कार्बाइड अवक्षेपण और अंतर कणीय संक्षारण; >0.1% मार्टेन्सिटिक में → कोल्ड क्रैकिंग जोखिम. |
| टाइटेनियम (का) / नाइओबियम (नायब) | Cr₂₃C₆ के स्थान पर स्थिर TiC/NbC बनाता है, संवेदीकरण को रोकना. | स्थिर ग्रेड की वेल्डेबिलिटी में सुधार करता है (उदा।, 321, 347); HAZ गिरावट को कम करता है. |
| नाइट्रोजन (एन, 0.01–0.25%) | ऑस्टेनाइट और डुप्लेक्स चरणों को मजबूत करता है; पिटिंग प्रतिरोध बढ़ता है. | डुप्लेक्स वेल्ड में फेराइट संतुलन को नियंत्रित करने में मदद करता है; अतिरिक्त एन (>0.25%) सरंध्रता का कारण बन सकता है. |
क्रिस्टल संरचनाएँ और उनका प्रभाव
- ऑस्टेनाइट्स (एफसीसी): उच्च क्रूरता, अच्छा लचीलापन, और उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी. तथापि, पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक रचनाएँ प्रवृत्त होती हैं गर्म टूटना उनकी कम जमने की सीमा के कारण.
- फेराइट (बीसीसी): गर्म दरार के प्रति अच्छा प्रतिरोध लेकिन गर्मी प्रभावित क्षेत्र में सीमित लचीलापन और कठोरता (HAZ). वेल्डिंग के दौरान अनाज की वृद्धि फेरिटिक स्टील्स को भंगुर कर सकती है.
- मार्टेंसाईट (बीसीटी): बहुत कठोर और भंगुर, विशेषकर यदि उच्च कार्बन मौजूद हो. जब तक प्रीहीटिंग और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट लागू न किया जाए, वेल्डिंग में दरारें पड़ जाती हैं.
- दोहरा (मिश्रित एफसीसी + बीसीसी): फेराइट और ऑस्टेनाइट का संयोजन ताकत और संक्षारण प्रतिरोध दोनों प्रदान करता है, लेकिन ~50/50 चरण संतुलन बनाए रखने के लिए सटीक ताप इनपुट नियंत्रण महत्वपूर्ण है.
4. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डेबिलिटी (300 शृंखला)
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स-विशेष रूप से 300 शृंखला (304, 304एल, 316, 316एल, 321, 347)-इनके कारण सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्टेनलेस स्टील हैं उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, लचीलापन, और कठोरता.
वे आम तौर पर हैं सबसे वेल्डेबल स्टेनलेस परिवार, में उनके व्यापक उपयोग की व्याख्या करना खाद्य प्रसंस्करण, रासायनिक संयंत्र, तेल & गैस, समुद्री, और क्रायोजेनिक अनुप्रयोग.
तथापि, उनका पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक क्रिस्टल संरचना और उच्च तापीय विस्तार विशिष्ट वेल्डिंग चुनौतियाँ लाएँ जिनके लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है.
प्रमुख वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ
| चुनौती | स्पष्टीकरण | शमन रणनीतियाँ |
| हॉट क्रैकिंग | पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक जमना (एक-मोड) वेल्ड धातु में ठोस दरार पड़ने की संवेदनशीलता पैदा करता है. | कम फेराइट सामग्री वाली भराव धातुओं का उपयोग करें (ER308L, ईआर316एल); वेल्ड पूल जमने की दर को नियंत्रित करें. |
| संवेदीकरण (कार्बाइड वर्षा) | 450-850 डिग्री सेल्सियस के बीच अनाज की सीमाओं पर Cr₂₃C₆ बनता है यदि कार्बन >0.03%, संक्षारण प्रतिरोध को कम करना. | निम्न-कार्बन ग्रेड का उपयोग करें (304एल, 316एल) या स्थिर ग्रेड (321, 347); इंटरपास तापमान सीमा ≤150-200 डिग्री सेल्सियस. |
| विरूपण & अवशिष्ट तनाव | ऑस्टेनिटिक स्टील्स का विस्तार कार्बन स्टील्स की तुलना में ~50% अधिक है; कम तापीय चालकता ऊष्मा को केंद्रित करती है. | संतुलित वेल्डिंग क्रम, उचित निर्धारण, कम ताप इनपुट. |
| सरंध्रता | वेल्ड पूल में नाइट्रोजन अवशोषण या संदूषण से गैस पॉकेट बन सकते हैं. | उच्च शुद्धता वाली परिरक्षण गैसें (एआर, एआर + ओ₂); N₂ संदूषण को रोकें. |
उपभोग्य वेल्डिंग & भराव चयन
- सामान्य भराव धातुएँ: ER308L (304/304एल के लिए), ईआर316एल (316/316एल के लिए), ईआर347 (के लिए 321/347).
- फेराइट संतुलन: आदर्श एफ.एन (फेराइट संख्या) वेल्ड धातु में: 3-10 गर्म दरार को कम करने के लिए.
- परिरक्षण गैसें: आर्गन, या ए.आर + 1–2% O₂; एआर + वह मिश्रणों से मोटे वर्गों में प्रवेश में सुधार करता है.
वेल्डिंग प्रक्रिया उपयुक्तता
| प्रक्रिया | उपयुक्तता | नोट |
| GTAW (छूत) | उत्कृष्ट | सटीक नियंत्रण; पतली दीवारों या महत्वपूर्ण जोड़ों के लिए आदर्श. |
| GMAW (मुझे) | बहुत अच्छा | उच्चतर उत्पादकता; अच्छे परिरक्षण नियंत्रण की आवश्यकता है. |
| SMAW (चिपकना) | अच्छा | बहुमुखी; कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करें. |
| एफ.सी.ए.डब्ल्यू | अच्छा | मोटे वर्गों के लिए उत्पादक; सावधानीपूर्वक स्लैग हटाने की आवश्यकता है. |
| Laser/EB | उत्कृष्ट | कम विरूपण, उच्चा परिशुद्धि; उन्नत उद्योगों में उपयोग किया जाता है. |
5. फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डेबिलिटी (400 शृंखला)
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स, प्रमुख रूप से 400 श्रृंखला ग्रेड जैसे कि 409, 430, और 446, ए की विशेषता है शरीर केन्द्रित घन (बीसीसी) क्रिस्टल की संरचना.
इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ऑटोमोटिव निकास प्रणाली, सजावटी वास्तुशिल्प घटक, और औद्योगिक उपकरण उनके कारण मध्यम संक्षारण प्रतिरोध, चुंबकीय गुण, और ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में कम लागत.
जबकि फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स को वेल्ड किया जा सकता है, उनका वेल्डेबिलिटी अधिक सीमित है ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में.
का संयोजन कम लचीलापन, उच्च तापीय विस्तार, और मोटे अनाज की वृद्धि गर्मी प्रभावित क्षेत्र में (HAZ) विशिष्ट चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है.
प्रमुख वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ
| चुनौती | स्पष्टीकरण | शमन रणनीतियाँ |
| भंगुरता / कम कठोरता | फेरिटिक स्टील्स स्वाभाविक रूप से कम लचीले होते हैं; अनाज की वृद्धि के कारण HAZ भंगुर हो सकता है. | ताप इनपुट सीमित करें, पतले अनुभागों या आंतरायिक वेल्डिंग का उपयोग करें; तेजी से ठंडा होने से बचें. |
| विरूपण / थर्मल तनाव | थर्मल विस्तार का गुणांक ~10-12 µm/m·°C; ऑस्टेनिटिक से कम लेकिन फिर भी महत्वपूर्ण. | पूर्व मोड़, उचित निर्धारण, और नियंत्रित वेल्ड अनुक्रम. |
| खुर (ठंडा / हाइड्रोजन-सहायक) | कुछ उच्च-सी फेरिटिक्स में मार्टेंसाइट जैसी संरचनाएं बन सकती हैं; नमी से हाइड्रोजन दरार उत्पन्न कर सकता है. | पहले से गरम कर लें (150-200 डिग्री सेल्सियस) मोटे अनुभागों के लिए; शुष्क इलेक्ट्रोड और उचित परिरक्षण गैसों का उपयोग करें. |
| HAZ में संक्षारण प्रतिरोध कम हो गया | अनाज का मोटा होना और मिश्र धातु तत्वों की कमी स्थानीय रूप से संक्षारण प्रतिरोध को कम कर सकती है. | ताप इनपुट को कम करें और वेल्ड के बाद संवेदीकरण तापमान रेंज के संपर्क से बचें (450-850 डिग्री सेल्सियस). |
उपभोग्य वेल्डिंग & भराव चयन
- सामान्य भराव धातुएँ: ER409L के लिए 409, ER430L के लिए 430.
- भराव चयन: वेल्ड में अत्यधिक फेराइट या इंटरमेटेलिक गठन से बचने के लिए आधार धातु का मिलान करें.
- परिरक्षण गैसें: आर्गन या Ar + 2% गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग के लिए O₂ (GTAW) या गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW).
वेल्डिंग प्रक्रिया उपयुक्तता
| प्रक्रिया | उपयुक्तता | नोट |
| GTAW (छूत) | बहुत अच्छा | सटीक ताप नियंत्रण, पतले वर्गों के लिए आदर्श. |
| GMAW (मुझे) | अच्छा | उत्पादन के लिए उपयुक्त; परिरक्षण गैस अनुकूलन की आवश्यकता है. |
| SMAW (चिपकना) | मध्यम | कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करें; HAZ के भंगुर होने का जोखिम. |
| एफ.सी.ए.डब्ल्यू / लेज़र | सीमित | पहले से गरम करने की आवश्यकता हो सकती है; मोटे हिस्सों में दरार पड़ने का खतरा. |
6. मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डेबिलिटी (400 शृंखला)
मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स, आमतौर 410, 420, 431, हैं अधिक शक्ति, कठोर करने योग्य मिश्र धातुएँ दवार जाने जाते है उच्च कार्बन सामग्री और एक शरीर-केंद्रित चतुष्कोणीय (बीसीटी) मार्टेंसिटिक संरचना.
इन स्टील्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है टरबाइन ब्लेड, पंप शाफ्ट, कटलरी, वाल्व घटक, और एयरोस्पेस भाग, जहां ताकत और घिसाव प्रतिरोध महत्वपूर्ण हैं.
मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स हैं वेल्ड करना चुनौतीपूर्ण माना जाता है उनके कारण कठोर बनने की प्रवृत्ति, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में भंगुर सूक्ष्म संरचनाएँ (HAZ), जिससे खतरा बढ़ जाता है ठंडी दरार और कम कठोरता.
प्रमुख वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ
| चुनौती | स्पष्टीकरण | शमन रणनीतियाँ |
| ठंडी कड़कड़ाहट / हाइड्रोजन-असिस्टेड क्रैकिंग | HAZ में कठोर मार्टेंसाइट बनता है, यदि हाइड्रोजन मौजूद है तो दरार पड़ने की आशंका है. | 150-300 डिग्री सेल्सियस पर पहले से गरम करें; कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करें; इंटरपास तापमान को नियंत्रित करें. |
| HAZ में कठोरता | तीव्र शीतलन से उच्च कठोरता उत्पन्न होती है (एचवी > 400), भंगुरता की ओर ले जाता है. | लचीलापन बहाल करने और कठोरता कम करने के लिए 550-650 डिग्री सेल्सियस पर पोस्ट-वेल्ड टेम्परिंग. |
| विरूपण & अवशिष्ट तनाव | उच्च तापीय विस्तार और तीव्र चरण परिवर्तन अवशिष्ट तनाव उत्पन्न करते हैं. | उचित फिक्सिंग, संतुलित वेल्डिंग क्रम, और नियंत्रित ताप इनपुट. |
| संक्षारण संवेदनशीलता | HAZ में संक्षारण प्रतिरोध कम हो सकता है, विशेषकर गीले या क्लोराइड युक्त वातावरण में. | संक्षारण प्रतिरोधी मार्टेंसिटिक ग्रेड का चयन करें; संवेदीकरण तापमान सीमा से बचें. |
उपभोग्य वेल्डिंग & भराव चयन
- सामान्य भराव धातुएँ: ईआर410, ईआर420, ER431, बेस मेटल ग्रेड से मेल खाता है.
- पहले से गरम करें और इंटरपास करें: 150मोटाई और कार्बन सामग्री के आधार पर -300 डिग्री सेल्सियस.
- परिरक्षण गैसें: आर्गन या Ar + 2% वह GTAW के लिए; सूखा, SMAW के लिए कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड.
वेल्डिंग प्रक्रिया उपयुक्तता
| प्रक्रिया | उपयुक्तता | नोट |
| GTAW (छूत) | बहुत अच्छा | सटीक नियंत्रण; महत्वपूर्ण या पतले-खंड घटकों के लिए अनुशंसित. |
| GMAW (मुझे) | मध्यम | कम ताप इनपुट की आवश्यकता है; मोटे हिस्सों पर पहले से गरम करने की आवश्यकता हो सकती है. |
| SMAW (चिपकना) | मध्यम | कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करें; पहले से गरम बनाए रखें. |
| लेज़र / ईबी वेल्डिंग | उत्कृष्ट | स्थानीयकृत तापन से HAZ का आकार और टूटने का जोखिम कम हो जाता है. |
वेल्ड के बाद के प्रदर्शन संबंधी विचार
| प्रदर्शन पहलू | उचित वेल्डिंग के बाद अवलोकन | व्यवहारिक निहितार्थ |
| यांत्रिक शक्ति | वेल्ड टेम्परिंग के बाद वेल्ड आधार धातु की तन्य शक्ति से मेल खा सकते हैं; जैसे-वेल्डेड HAZ में कठोरता हो सकती है >400 एचवी. | तड़के के बाद घटक आवश्यक ताकत और घिसावट प्रतिरोध प्राप्त करते हैं; वेल्डिंग के तुरंत बाद लोड करने से बचें. |
| लचीलापन & बेरहमी | एज़-वेल्डेड HAZ में थोड़ा कम किया गया; तड़का लगाने के बाद बहाल किया गया. | पंप शाफ्ट और वाल्व जैसे प्रभाव-प्रवण भागों के लिए महत्वपूर्ण. |
| संक्षारण प्रतिरोध | यदि उचित रूप से तड़का न लगाया जाए तो HAZ में स्थानीय स्तर पर कमी की जाती है; मार्टेंसिटिक ग्रेड के लिए आम तौर पर मध्यम. | निम्न-से-मध्यम संक्षारण वातावरण के लिए उपयुक्त; यदि आवश्यक हो तो सुरक्षात्मक कोटिंग्स का उपयोग करें. |
| सेवा जीवन & सहनशीलता | वेल्ड के बाद का टेम्परिंग दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित करता है; अनटेम्पर्ड वेल्ड तनाव या चक्रीय लोडिंग के तहत दरार कर सकते हैं. | सुरक्षा-महत्वपूर्ण घटकों के लिए पोस्ट-वेल्ड ताप उपचार अनिवार्य है. |
7. डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डेबिलिटी (2000 शृंखला)
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (डीएसएस), सामान्यतः कहा जाता है 2000 शृंखला (उदा।, 2205, 2507), हैं दोहरे चरण मिश्र धातु लगभग युक्त 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट.
यह संयोजन प्रदान करता है अधिक शक्ति, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, और अच्छी कठोरता, उन्हें आदर्श बनाना रासायनिक प्रसंस्करण, अपतटीय तेल & गैस, विलवणीकरण संयंत्र, और समुद्री अनुप्रयोग.
जबकि डुप्लेक्स स्टील्स ऑस्टेनिटिक या फेरिटिक ग्रेड की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं, उनका वेल्डेबिलिटी अधिक संवेदनशील है की आवश्यकता के कारण संतुलित फेराइट-ऑस्टेनाइट अनुपात बनाए रखें और के गठन से बचें अंतरधात्विक चरण (सिग्मा, ची, या क्रोमियम नाइट्राइड).
प्रमुख वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ
| चुनौती | स्पष्टीकरण | शमन रणनीतियाँ |
| फेराइट-ऑस्टेनाइट असंतुलन | अतिरिक्त फेराइट कठोरता को कम कर देता है; ऑस्टेनाइट की अधिकता संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देती है. | ताप इनपुट और इंटरपास तापमान को नियंत्रित करें; मिलान डुप्लेक्स संरचना के साथ उपयुक्त भराव धातु का चयन करें. |
| इंटरमेटैलिक चरण निर्माण | सिग्मा या ची चरण 600-1000 डिग्री सेल्सियस पर बन सकते हैं, जिससे भंगुरता उत्पन्न होती है और संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है. | ताप इनपुट और शीतलन समय को कम करें; बार-बार गर्म करने से बचें; वेल्ड के बाद तेजी से ठंडा होना. |
| वेल्ड धातु में गर्म क्रैकिंग | डुप्लेक्स स्टील्स मुख्य रूप से फेराइट के रूप में जमते हैं; दरार को रोकने के लिए ऑस्टेनाइट की थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है. | डुप्लेक्स वेल्डिंग के लिए डिज़ाइन की गई भराव धातुओं का उपयोग करें (ERNiCrMo-3 या समान); फेराइट संख्या बनाए रखें (एफ.एन) 30-50. |
| विरूपण & अवशिष्ट तनाव | मध्यम तापीय विस्तार; कम चालकता वेल्ड क्षेत्र में गर्मी को केंद्रित करती है. | उचित फिक्सिंग और संतुलित वेल्डिंग क्रम; इंटरपास तापमान ≤150-250 डिग्री सेल्सियस. |
उपभोग्य वेल्डिंग & भराव चयन
- सामान्य भराव धातुएँ: ईआर2209, ईआर2594, या डुप्लेक्स-मिलान वाले फिलर्स.
- फेराइट संख्या (एफ.एन) नियंत्रण: इष्टतम कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए वेल्ड धातु में एफएन 30-50.
- परिरक्षण गैसें: GTAW के लिए शुद्ध आर्गन; एआर + N₂ के छोटे जोड़ (0.1–0.2%) ऑस्टेनाइट को स्थिर करने के लिए उपयोग किया जा सकता है.
वेल्डिंग प्रक्रिया उपयुक्तता
| प्रक्रिया | उपयुक्तता | नोट |
| GTAW (छूत) | उत्कृष्ट | ताप इनपुट और चरण संतुलन पर उच्च नियंत्रण; महत्वपूर्ण पाइपिंग और जहाजों के लिए पसंदीदा. |
| GMAW (मुझे) | बहुत अच्छा | उत्पादन के लिए उपयुक्त; वेल्डिंग गति और इंटरपास तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करें. |
| SMAW (चिपकना) | मध्यम | कम उत्पादकता; डुप्लेक्स-संगत कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है. |
| लेज़र / ईबी वेल्डिंग | उत्कृष्ट | स्थानीयकृत हीटिंग HAZ को कम करता है; फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन को सुरक्षित रखता है. |
वेल्ड के बाद के प्रदर्शन संबंधी विचार
| प्रदर्शन पहलू | उचित वेल्डिंग के बाद अवलोकन | व्यवहारिक निहितार्थ |
| यांत्रिक शक्ति | वेल्ड धातु की तन्यता ताकत आमतौर पर 620-720 एमपीए होती है; HAZ थोड़ा कम लेकिन बेस मेटल के 90-95% के भीतर. | उच्च दबाव पाइपिंग और संरचनात्मक अनुप्रयोगों में उपयोग की अनुमति देता है; ऑस्टेनिटिक स्टील्स की तुलना में बेहतर ताकत बरकरार रखता है. |
| लचीलापन & बेरहमी | अच्छा, प्रभाव कठोरता >100 यदि फेराइट की मात्रा नियंत्रित हो तो कमरे के तापमान पर जे. | अपतटीय और रासायनिक संयंत्र वातावरण के लिए उपयुक्त; HAZ में भंगुर विफलता से बचाता है. |
| संक्षारण प्रतिरोध | आधार धातु के बराबर गड्ढे और दरार का संक्षारण प्रतिरोध (पीआरईएन 35-40 के लिए 2205, 2507). | क्लोराइड युक्त और अम्लीय वातावरण में विश्वसनीय; दीर्घकालिक सेवा जीवन सुनिश्चित करता है. |
| सेवा जीवन & सहनशीलता | उचित रूप से वेल्डेड डुप्लेक्स जोड़ इंटरग्रेनुलर जंग और तनाव जंग क्रैकिंग का विरोध करते हैं. | महत्वपूर्ण अपतटीय के लिए उच्च विश्वसनीयता, रासायनिक, और अलवणीकरण अनुप्रयोग. |
8. वर्षा-कठोरता की वेल्डेबिलिटी (शारीरिक रूप से विकलांग) स्टेनलेस स्टील्स
वर्षा-सख्त स्टेनलेस स्टील्स, जैसे कि 17-4 शारीरिक रूप से विकलांग, 15-5 शारीरिक रूप से विकलांग, और 13-8 एमओ, हैं मार्टेंसिटिक या अर्ध-ऑस्टेनिटिक मिश्र धातु द्वितीयक चरणों की नियंत्रित वर्षा के माध्यम से मजबूत किया गया (उदा।, ताँबा, नाइओबियम, या टाइटेनियम यौगिक).
वे गठबंधन करते हैं अधिक शक्ति, मध्यम संक्षारण प्रतिरोध, और उत्कृष्ट कठोरता, उन्हें आदर्श बनाना एयरोस्पेस, रक्षा, रासायनिक, और उच्च-प्रदर्शन यांत्रिक अनुप्रयोग.
वेल्डिंग पीएच स्टेनलेस स्टील्स प्रस्तुत करता है अनोखी चुनौतियाँ, के रूप में तापीय चक्र के कारण वर्षा-कठोरीकरण तंत्र गड़बड़ा जाता है, संभावित रूप से अग्रणी गर्मी प्रभावित क्षेत्र में नरमी (HAZ) या वेल्ड धातु में मजबूती का नुकसान.
प्रमुख वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ
| चुनौती | स्पष्टीकरण | शमन रणनीतियाँ |
| HAZ नरमी | अवक्षेप (उदा।, घन, नायब) वेल्डिंग के दौरान घुल जाना, स्थानीय स्तर पर कठोरता और ताकत को कम करना. | वेल्ड के बाद ताप उपचार (समाधान + उम्र का) यांत्रिक गुणों को पुनर्स्थापित करने के लिए. |
| ठंडी कड़कड़ाहट | HAZ में मार्टेंसिटिक संरचना कठोर और भंगुर हो सकती है; वेल्डिंग से उत्पन्न अवशिष्ट तनाव दरार को बढ़ा देता है. | 150-250 डिग्री सेल्सियस पर पहले से गरम करें; कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड; नियंत्रित इंटरपास तापमान. |
| विरूपण & अवशिष्ट तनाव | मध्यम तापीय विस्तार; थर्मल चक्र पतले वर्गों में विकृति और अवशिष्ट तनाव उत्पन्न कर सकते हैं. | उचित फिक्सिंग, कम ताप इनपुट, संतुलित वेल्ड अनुक्रम. |
| संक्षारण प्रतिरोध में कमी | स्थानीय नरमी और परिवर्तित वर्षा संक्षारण प्रतिरोध को कम कर सकती है, विशेष रूप से वृद्ध या अधिक आयु वाले क्षेत्रों में. | वेल्ड के बाद समाधान उपचार का प्रयोग करें; वेल्डिंग ताप इनपुट को नियंत्रित करें. |
उपभोग्य वेल्डिंग & भराव चयन
- भराव धातुएँ: बेस मेटल से मेल खाता है (उदा।, ER630 के लिए 17-4 शारीरिक रूप से विकलांग).
- पहले से गरम करें और इंटरपास तापमान: 150मोटाई और ग्रेड के आधार पर -250 डिग्री सेल्सियस.
- परिरक्षण गैसें: आर्गन या Ar + वह GTAW के लिए मिश्रण करता है; सूखा, SMAW के लिए कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड.
वेल्डिंग प्रक्रिया उपयुक्तता
| प्रक्रिया | उपयुक्तता | नोट |
| GTAW (छूत) | उत्कृष्ट | सटीक ताप नियंत्रण; पतले खंड के लिए आदर्श, गंभीर, या एयरोस्पेस घटक. |
| GMAW (मुझे) | बहुत अच्छा | उच्चतर उत्पादकता; सावधानीपूर्वक ताप इनपुट प्रबंधन की आवश्यकता है. |
| SMAW (चिपकना) | मध्यम | कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है; पतले वर्गों के लिए सीमित. |
| लेज़र / ईबी वेल्डिंग | उत्कृष्ट | HAZ की चौड़ाई और थर्मल प्रभाव को कम करता है; बेस मेटल माइक्रोस्ट्रक्चर को सुरक्षित रखता है. |
उदाहरण पोस्ट-वेल्ड डेटा:
| श्रेणी | वेल्ड प्रक्रिया | तन्यता ताकत (एमपीए) | कठोरता (एचआरसी) | नोट |
| 17-4 शारीरिक रूप से विकलांग | GTAW | 1150 (आधार: 1180) | 30-32 | वेल्ड के बाद उम्र बढ़ना अनिवार्य है; HAZ में नरमी बहाल हुई. |
| 15-5 शारीरिक रूप से विकलांग | GMAW | 1120 (आधार: 1150) | 28-31 | उम्र बढ़ने के बाद भी उच्च कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध कायम रहता है. |
| 13-8 एमओ | GTAW | 1200 (आधार: 1220) | 32-34 | उच्च शक्ति वाले एयरोस्पेस घटक; नियंत्रित वेल्डिंग क्रिटिकल. |
9. तुलनात्मक वेल्डेबिलिटी सारांश
| पहलू | austenitic (300 शृंखला) | फेरिटिक (400 शृंखला) | martensitic (400 शृंखला) | दोहरा (2000 शृंखला) | वर्षा-सख्त होना (शारीरिक रूप से विकलांग) |
| प्रतिनिधि ग्रेड | 304, 304एल, 316, 316एल, 321, 347 | 409, 430, 446 | 410, 420, 431 | 2205, 2507 | 17-4 शारीरिक रूप से विकलांग, 15-5 शारीरिक रूप से विकलांग, 13-8 एमओ |
| यांत्रिक वेल्डेबिलिटी | उत्कृष्ट; HAZ लचीलापन बरकरार रखता है | मध्यम; कम लचीलापन, HAZ भंगुर हो सकता है | मध्यम; कोल्ड क्रैकिंग का उच्च जोखिम | अच्छा; ताकत आम तौर पर बनाए रखी जाती है | मध्यम से चुनौतीपूर्ण; HAZ नरम होना |
| वेल्ड के बाद संक्षारण प्रतिरोध | उत्कृष्ट; निम्न-कार्बन/स्थिर ग्रेड संवेदीकरण को रोकते हैं | अच्छा; यदि ताप इनपुट अत्यधिक हो तो इसे स्थानीय रूप से कम किया जा सकता है | मध्यम; HAZ में स्थानीय स्तर पर कमी की जा सकती है | उत्कृष्ट; फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन बनाए रखें | मध्यम; वेल्ड के बाद गर्मी उपचार के बाद बहाल किया गया |
| वेल्डेबिलिटी चुनौतियाँ | गर्म टूटना, विरूपण, सरंध्रता | अनाज का मोटा होना, खुर, HAZ भंगुरता | हार्ड मार्टेंसिटिक HAZ, ठंडी दरार | फेराइट/ऑस्टेनाइट असंतुलन, इंटरमेटैलिक चरण का गठन | HAZ नरम होना, अवशिष्ट तनाव, कठोरता कम हो गई |
| वेल्ड के बाद के विशिष्ट विचार | न्यूनतम पूर्वताप; कम इंटरपास तापमान; वैकल्पिक समाधान एनीलिंग | मोटे हिस्सों के लिए पहले से गरम कर लें; नियंत्रित ताप इनपुट | पहले से गरम और कम हाइड्रोजन वाले इलेक्ट्रोड; अनिवार्य पोस्ट-वेल्ड टेम्परिंग | ताप इनपुट नियंत्रण; इंटरपास ≤150-250 डिग्री सेल्सियस; भराव धातु चयन | पहले से गरम कर लें, कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड, अनिवार्य पोस्ट-वेल्ड समाधान + उम्र का |
| अनुप्रयोग | खाना, फार्मा, रासायनिक संयंत्र, समुद्री, क्रायोजेनिक्स | मोटर वाहन निकास, वास्तुशिल्प पैनल, उच्च तापमान वाले औद्योगिक घटक | वाल्व घटक, शाफ्ट, पंप के हिस्से, एयरोस्पेस | अपतटीय, रासायनिक संयंत्र, अलवणीकरण, समुद्री | एयरोस्पेस, रक्षा, उच्च प्रदर्शन पंप, सर्जिकल उपकरण |
मुख्य टिप्पणियाँ:
- ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स सबसे क्षमाशील हैं, प्रसाद न्यूनतम सावधानियों के साथ उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी.
- फेरिटिक ग्रेड के प्रति अधिक संवेदनशील हैं भंगुरता और अनाज की वृद्धि, सावधानीपूर्वक ताप इनपुट प्रबंधन की आवश्यकता है.
- मार्टेंसिटिक स्टील्स ज़रूरत प्रीहीटिंग और पोस्ट-वेल्ड टेम्परिंग ठंड से होने वाली दरारों को रोकने और कठोरता को बहाल करने के लिए.
- डुप्लेक्स स्टील्स ज़रूरत होना सटीक चरण नियंत्रण संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखते हुए फेराइट-समृद्ध या भंगुर वेल्ड से बचने के लिए.
- पीएच स्टेनलेस स्टील्स गुजरना होगा वेल्ड-पश्चात समाधान उपचार और उम्र बढ़ना ताकत और कठोरता बहाल करने के लिए.
10. निष्कर्ष
स्टेनलेस स्टील की वेल्डेबिलिटी एक स्पेक्ट्रम तक फैली हुई है - अत्यधिक वेल्डेबल ऑस्टेनिटिक ग्रेड से लेकर चुनौतीपूर्ण मार्टेंसिटिक और पीएच स्टील्स तक।.
जबकि अधिकांश ग्रेडों को सफलतापूर्वक वेल्ड किया जा सकता है, सफलता समझने पर निर्भर है धातुकर्म व्यवहार, आवेदन उपयुक्त वेल्डिंग प्रक्रियाएँ, और आवश्यक प्रदर्शन कर रहे हैं पूर्व- या पोस्ट-वेल्ड ताप उपचार.
इंजीनियरों और फैब्रिकेटर के लिए, वेल्डेबिलिटी केवल जुड़ने के बारे में नहीं है - यह संक्षारण प्रतिरोध को संरक्षित करने के बारे में है, ताकत, और सेवा जीवन.
सावधानीपूर्वक भराव चयन, ताप इनपुट प्रबंधन, और कोड का पालन यह सुनिश्चित करता है कि स्टेनलेस स्टील घटक डिजाइन और जीवनचक्र अपेक्षाओं दोनों को पूरा करते हैं.
पूछे जाने वाले प्रश्न
316L की तुलना में अधिक वेल्डेबल क्यों है? 316 स्टेनलेस स्टील?
316एल में कार्बन की मात्रा कम है (सी ≤0.03% बनाम. सी ≤0.08% के लिए 316), जो संवेदीकरण जोखिम को काफी कम कर देता है.
वेल्डिंग के दौरान, 316उच्च कार्बन अनाज की सीमाओं पर Cr₂₃C₆ कार्बाइड बनाता है (घटती सीआर), अंतरकणीय क्षरण की ओर ले जाता है.
316एल का निम्न कार्बन इसे रोकता है, के साथ 95% एएसटीएम ए262 आईजीसी परीक्षण में पास दर बनाम. 50% के लिए 316.
क्या फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स को पहले से गरम करने की आवश्यकता होती है??
नो-फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स (409, 430) इनमें कार्बन की मात्रा कम होती है, इसलिए ठंड को फटने से बचाने के लिए पहले से गरम करने की आवश्यकता नहीं है.
तथापि, पोस्ट-वेल्ड एनीलिंग (700-800°C) बड़े HAZ अनाजों को पुनः क्रिस्टलीकृत करने की अनुशंसा की जाती है, लचीलापन और कठोरता बहाल करना (प्रभाव ऊर्जा को 40-50% तक बढ़ाता है).
कर सकना 17-4 PH स्टेनलेस स्टील को पोस्ट-वेल्ड ताप उपचार के बिना वेल्ड किया जाना चाहिए?
तकनीकी रूप से हाँ, लेकिन HAZ काफी हद तक नरम हो जाएगा (तन्य शक्ति कम हो जाती है 1,150 एमपीए को 750 H900 तापमान के लिए एमपीए).
लोड-बेयरिंग अनुप्रयोगों के लिए (उदा।, एयरोस्पेस कोष्ठक), पोस्ट-वेल्ड समाधान एनीलिंग (1,050° C) + पुनः बुढ़ापा (480° C) तांबे के अवक्षेपों का सुधार करना अनिवार्य है, पुनर्स्थापित कर रहा है 95% आधार धातु की ताकत का.
पतली ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के लिए कौन सी वेल्डिंग प्रक्रिया सर्वोत्तम है? (1–3 मिमी)?
GTAW (छूत) आदर्श है—इसका कम ताप इनपुट (0.5-1.5 केजे/मिमी) HAZ आकार और संवेदीकरण जोखिम को कम करता है, जबकि इसका सटीक आर्क नियंत्रण उच्च गुणवत्ता का उत्पादन करता है, कम सरंध्रता वाले वेल्ड.
1-2 मिमी टंगस्टन इलेक्ट्रोड का उपयोग करें, आर्गन परिरक्षण गैस (99.99% शुद्ध), और इष्टतम परिणामों के लिए यात्रा गति 100-150 मिमी/मिनट.
