سلك TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ: كيفية اختيار الحشو المناسب لتطبيقك

يتطلب لحام TIG (غاز التنغستن الخامل) للفولاذ المقاوم للصدأ سلك حشو يتطابق مع التركيبة المعدنية الأساسية بشكل وثيق بما يكفي للحفاظ على خصائص مقاومة التآكل والميكانيكية لمفصل اللحام، مع توافقه أيضًا مع المتطلبات المحددة لعملية TIG فيما يتعلق بشكل السلك والنظافة وخصائص التغذية. يعد اختيار درجة سلك حشو TIG هو قرار المواصفات الأول والأكثر أهمية في أي مشروع لحام من الفولاذ المقاوم للصدأ - إذا أخطأت في ذلك، فيمكنك إنتاج لحام يبدو مثاليًا من الخارج ولكن لديه مقاومة منخفضة للتآكل، أو حساسية عند حدود الحبوب، أو قوة غير كافية لمتطلبات خدمة التطبيق.

يغطي هذا الدليل درجات أسلاك TIG الرئيسية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والمستخدمة في التصنيع التجاري والصناعي، وما تم تصميمها للقيام به، وكيفية مطابقة مواصفات السلك مع المعدن الأساسي وظروف الخدمة.

كيف يعمل لحام TIG ولماذا تعتبر كيمياء الأسلاك مهمة

في لحام TIG، يقوم قطب التنغستن غير القابل للاستهلاك بإنشاء القوس ويذيب المعدن الأساسي. يتم تغذية سلك الحشو يدويًا إلى حوض اللحام بواسطة عامل اللحام، مما يضيف المعدن لملء الوصلة. تتم حماية منطقة اللحام من الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي بواسطة غاز درع - عادةً ما يكون الأرجون النقي للفولاذ المقاوم للصدأ TIG، أو الأرجون مع نسب صغيرة من الهيليوم أو الهيدروجين، اعتمادًا على التطبيق.

نظرًا لأن معدن سلك الحشو يصبح جزءًا من حوض اللحام ويتصلب كمعدن اللحام، فإن تركيبه يحدد بشكل مباشر كيمياء اللحام النهائي. إذا كان سلك الحشو يحتوي على كمية كافية من الكروم للحفاظ على الفيلم السلبي، فإن معدن اللحام سيكون لديه مقاومة أقل للتآكل من المعدن الأساسي. إذا كان محتوى الكربون مرتفعًا جدًا، فقد يحدث تحسس في المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء اللحام، مما يؤدي إلى استنزاف حدود الحبوب للكروم ومناطق ذات مقاومة منخفضة للتآكل. إذا كانت التركيبة غير متطابقة مع المعدن الأساسي، فقد يكون اللحام عرضة للتكسير الساخن أثناء التصلب.

يتم تصنيع أسلاك TIG المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ حول نفس مبادئ صناعة السبائك مثل درجات الفولاذ المقاوم للصدأ التي تم تصميمها للحام - والفرق هو أن كيمياء أسلاك TIG يتم تعديلها قليلاً من التركيبة المعدنية الأساسية لمراعاة التغيرات المعدنية التي تحدث أثناء ذوبان وتصلب حوض اللحام.

درجات أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ TIG الشائعة

ER308 / ER308L

ER308L هو سلك TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر استخدامًا على نطاق واسع والمواصفات القياسية للحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و304L. تتوافق كيمياء ER308L (18% كروم، 8% نيكل، مع التحكم في الكربون إلى .030.03%) مع عائلة 304 من المعادن الأساسية. يتحكم التصنيف منخفض الكربون ("L") في الكربون بنفس مستوى المعدن الأساسي 304L، مما يمنع التحسس في المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء اللحامات متعددة التمريرات والتصنيع الثقيل.

ER308L هي المواصفات الصحيحة لتصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ 304 للأغراض العامة: الإطارات الهيكلية، والخزانات، والأوعية، والأعمال المعدنية المعمارية، ومعدات الأغذية، ومعظم التطبيقات الصناعية حيث يكون المعدن الأساسي 304 أو 304L. إنه سلك TIG الافتراضي المقاوم للصدأ للحام الفولاذ المقاوم للصدأ ومتوفر بأكبر مجموعة من الأقطار وخيارات التغليف.

ER316 / ER316L

ER316L هو سلك الحشو للمعادن الأساسية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و316L. تضيف الكيمياء 2-3% من الموليبدينوم إلى التركيبة الأساسية ER308، مما يطابق محتوى الموليبدينوم في المعدن الأساسي 316 الذي يوفر مقاومة فائقة للتآكل بالكلوريد. إذا تم استخدام حشو ER308L للحام المعدن الأساسي 316، فلن يحتوي معدن اللحام نفسه على الموليبدينوم - ستكون منطقة اللحام أقل مقاومة للتآكل من المعدن الأساسي 316 المحيط، مما قد يؤدي إلى إنشاء رابط ضعيف في الحماية من التآكل للتجميع المُصنع في بيئات الكلوريد.

ER316L هي المواصفات الصحيحة لجميع عمليات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو 316L في التطبيقات الحساسة للتآكل - تصنيع الأجهزة البحرية، ومعدات معالجة الأغذية والكيماويات، والأعمال المعدنية المعمارية الساحلية، وأي تطبيق آخر حيث تم تحديد 316 لمقاومته للكلوريد. يعد استخدام ER316L لجميع عمليات اللحام 316 (بدلاً من محاولة استخدام ER308L لتوفير التكلفة) هو النهج الصحيح من الناحية الفنية ويتجنب خطر تآكل منطقة اللحام الذي قد يضر بالتجميع بأكمله.

ER309 / ER309L

يحتوي ER309L على محتوى كروم ونيكل أعلى من ER308L (عادة 23% كروم، 13% ني) ويستخدم بشكل أساسي في حالتين محددتين: لحام المعادن المتباينة (الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الفولاذ الكربوني، أو الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الفولاذ منخفض السبائك)، وكطبقة زبدة للمرور الأول في تطبيقات التراكب. عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بالفولاذ الكربوني، فإن تأثير التخفيف للمعدن الأساسي للفولاذ الكربوني يقلل من محتوى الكروم والنيكل في حوض اللحام إلى أقل من الحد الأدنى المطلوب لأداء الفولاذ المقاوم للصدأ - يوفر محتوى السبائك الأعلى في ER309L حاجزًا وبالتالي فإن رواسب اللحام المخففة لا تزال تلبي متطلبات الأداء. يتم استخدام ER309L أيضًا لممر اللحام الأول عند المواجهة الصلبة أو تطبيق تراكبات غير قابلة للصدأ على ركائز الفولاذ الكربوني لنفس السبب.

ER308LSi/ER316LSi

تشير اللاحقة "Si" إلى محتوى أعلى من السيليكون (عادةً 0.65-1.0% Si مقابل 0.30-0.65% للدرجات القياسية). يعمل السيليكون على تحسين ترطيب وسيولة حوض اللحام، مما ينتج عنه مقاطع خرزية أفضل ويقلل المسامية في لحام TIG، خاصة في تطبيقات TIG الآلية وعند لحام المواد الرقيقة. مقاومة التآكل والخواص الميكانيكية تعادل بشكل أساسي درجات ER308L وER316L الأساسية. بالنسبة للحام TIG اليدوي، حيث يتحكم اللحام في سيولة حوض السباحة من خلال التقنية، تكون الدرجات القياسية كافية؛ بالنسبة للعمليات الآلية حيث يتم تحسين سلوك حوض اللحام لتحقيق الاتساق، توفر درجات Si مزايا المعالجة.

ER347

سلك ER347 مخلوط بالنيوبيوم (كولومبيوم) كمثبت يربط الكربون ويمنع التحسس دون الحاجة إلى نهج الدرجة "L" منخفض الكربون. يتم استخدامه لحام 347 قاعدة معدنية من الفولاذ المقاوم للصدأ ولتطبيقات الخدمة ذات درجة الحرارة العالية حيث سيتعرض اللحام لدرجات حرارة مرتفعة مستدامة (أعلى من 400 درجة مئوية تقريبًا). تمنع التركيبة المستقرة لـ ER347 ترسيب الكربيد عند درجة حرارة الخدمة، حيث قد يتحسس حتى الفولاذ من الدرجة L على مدار فترة طويلة عند درجة الحرارة. بالنسبة لخدمة درجة الحرارة المحيطة القياسية، يوفر ER308L أو ER316L حماية كافية من الحساسية؛ بالنسبة لمعدات المعالجة وأنظمة العادم ذات درجة الحرارة العالية، قد تكون المواصفات المناسبة ER347 أو ما يعادلها من الحشو المستقر.

اختيار قطر السلك

يتم اختيار قطر سلك حشو TIG بناءً على سمك المعدن الأساسي الذي يتم لحامه وتكوين الوصلة. العلاقة العامة هي أن قطر سلك الحشو يجب أن يكون متناسبًا تقريبًا مع سمك المعدن الأساسي - فاستخدام سلك ثقيل جدًا بالنسبة للمعدن الأساسي ينتج عنه مدخلات حرارة مفرطة وتشويه؛ إن استخدام سلك ناعم للغاية بالنسبة للأجزاء الثقيلة يتطلب تمريرات مفرطة ووقت لحام طويل.

بالنسبة لحام الأنابيب - أحد تطبيقات TIG الأكثر شيوعًا في معالجة الأنابيب والسباكة في صناعة الأغذية - يتم عادةً لحام الممر الجذري (الممر الأول داخل وصلة الأنبوب) بسلك أصغر قطره (1.6 مم) مع حماية غاز داعمة داخل الأنبوب لمنع أكسدة الجذر. تستخدم عمليات التعبئة والغطاء القطر المناسب لسمك جدار الأنبوب. يعد الاختيار المتسق لقطر السلك ضمن إجراء اللحام أمرًا مهمًا لتأهيل الإجراء بموجب رموز مثل ASME IX أو ISO 15614، حيث يكون النطاق المؤهل للمتغيرات، بما في ذلك قطر سلك الحشو، جزءًا من سجل الإجراء.

جودة السطح والتعبئة والتغليف

تعد جودة سطح سلك TIG أمرًا بالغ الأهمية على عكس جودة سطح سلك MIG/MAG، لأنه يتم تغذية السلك يدويًا مباشرة في حوض اللحام دون المرور عبر طرف اتصال أو وحدة تغذية سلكية يمكنها تحمل تلوث سطحي بسيط. يدخل أي زيت أو مادة تشحيم أو أكسيد على سطح السلك إلى حوض اللحام مباشرة ويمكن أن يسبب المسامية أو التلوث أو فقدان تغطية الغاز الواقي في منطقة اللحام.

يتم إنتاج سلك TIG المقاوم للصدأ عالي الجودة بسطح لامع ونظيف - يتم سحبه إلى القطر النهائي وتنظيفه لإزالة مواد تشحيم السحب قبل التعبئة. يجب أن يكون السطح موحدًا وخاليًا من القشور والحفر والتلوث المرئي على طوله الكامل. قد يكون للسلك الذي تم تخزينه أو معالجته بشكل غير صحيح أكسدة سطحية أو تلوث يؤثر على جودة اللحام؛ يجب تخزين سلك TIG مغلقًا في عبوته الأصلية في مكان نظيف وجاف واستخدامه في فترة زمنية معقولة بعد الفتح.

يتم توفير سلك TIG بأطوال مستقيمة (عادة 1 متر، وأحيانًا 500 مم للأسلاك ذات القطر الصغير في المساحات الضيقة) بدلاً من البكرات، لأن الصلابة المطلوبة للتغذية اليدوية في حوض اللحام غير متوافقة مع الشكل الملفوف المستخدم في مغذيات الأسلاك. السلك المقطوع بشكل مستقيم هو تنسيق التغليف العالمي لحشو TIG. يتم تجميع الأسلاك عادةً في عبوات 5 كجم أو 10 كجم للكميات التجارية، مع تغليف كل سلك بشكل فردي أو إغلاق الحزمة لمنع أكسدة السطح أثناء التخزين.

متى يتم استخدام TIG مقابل MIG/MAG لحام الفولاذ المقاوم للصدأ

يعتبر لحام TIG هو العملية المناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ عندما تكون جودة اللحام ومظهره من الأولويات، وعندما يكون القسم رقيقًا بدرجة كافية بحيث يكون التحكم في مدخلات الحرارة مهمًا للتشويه، وعندما يجب أن يلبي اللحام متطلبات الفحص الصارمة للمسامية ومحتوى التضمين. تنتج TIG اللحامات الأكثر نظافة والأقل حرارة بين عمليات القوس الشائعة، بدون تناثر ومظهر خرزي ممتاز. تعتبر التكلفة إنتاجية أقل من MIG/MAG لأن معدلات الترسيب أقل، وتتطلب العملية لحامًا ماهرًا يمكنه إدارة طول القوس وسرعة السير وتغذية سلك الحشو في نفس الوقت.

يعد استخدام MIG/MAG (GMAW) باستخدام أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر إنتاجية بالنسبة للمقاطع الأثقل ولحام الإنتاج، حيث تكون السرعة ومعدل الترسيب من الأولويات. تعد جودة اللحام من MIG جيدة، ولكنها بشكل عام لا تساوي TIG للعمل الجيد، والأقسام الرفيعة، والتطبيقات المهمة للمظهر. تستخدم معظم الصناعات الصناعية للفولاذ المقاوم للصدأ مزيجًا: TIG لتمرير الجذور، والمقاطع الرقيقة، واللحامات المرئية، والعمل حيث تكون متطلبات الجودة أعلى؛ MIG لتمريرات التعبئة، والأقسام الثقيلة، والإنتاج بكميات كبيرة حيث لا تبرر ميزة جودة TIG تكلفة إنتاجيتها.

الأسئلة المتداولة

هل يمكن استخدام سلك ER308L في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 316؟

من الناحية الفنية، يمكن استخدام ER308L في لحام 316 معدنًا أساسيًا وسينتج لحامًا سليمًا وخاليًا من الشقوق. المشكلة هي أن معدن اللحام الناتج لن يحتوي على الموليبدينوم، وهو العنصر الذي يمنح 316 مقاومته الفائقة للتآكل بالكلوريد. في التطبيقات الحساسة للتآكل، ستكون منطقة اللحام هي أضعف نقطة في التجميع: يقاوم المعدن الأساسي المحيط بـ 316 هجوم الكلوريد، لكن معدن اللحام ER308L يتصرف مثل 304 من حيث التآكل والشقوق. مع مرور الوقت في بيئة بحرية أو كيميائية، سوف تتآكل اللحامات بشكل تفضيلي، مما يؤدي في النهاية إلى المساس بسلامة التصنيع. النهج الصحيح هو دائمًا استخدام ER316L عند لحام المعدن الأساسي 316، حيث تكون مقاومة التآكل ذات صلة. يعد فرق التكلفة بين ER308L وER316L متواضعًا مقارنة بعمالة التصنيع المشاركة في أعمال اللحام.

ما هو غاز الحماية الذي يجب استخدامه في لحام TIG للفولاذ المقاوم للصدأ؟

الأرجون النقي (Ar) هو غاز الحماية القياسي لحام TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ. يوفر الأرجون خصائص قوسية مستقرة وتغطية جيدة لحوض اللحام بتكلفة تجعله الخيار الافتراضي لـ TIG اليدوي. بالنسبة لبعض التطبيقات - خاصة TIG الآلي على الأقسام الأثقل - يتم استخدام مخاليط الأرجون/الهيليوم (عادة 70-80% Ar، 20-30% He) لأن إضافة الهيليوم تزيد من طاقة القوس ونقل الحرارة، مما يسمح بسرعات سفر أسرع واختراق أفضل. تُستخدم الإضافات الصغيرة من الهيدروجين (1-3%) إلى الأرجون في بعض التطبيقات المتخصصة (تسمى تشكيل الغاز أو مخاليط الهيدروجين والأرجون) لتحسين نظافة السطح وتقليل الأكسدة، خاصة في لحام الأنابيب والأنابيب، حيث تكون جودة السطح الداخلي مهمة. لا ينبغي استخدام مخاليط ثاني أكسيد الكربون النقي والأرجون/ثاني أكسيد الكربون - القياسية للفولاذ الكربوني MIG/MAG - للفولاذ المقاوم للصدأ TIG: يُدخل ثاني أكسيد الكربون الكربون إلى حوض اللحام ويسبب أكسدة السطح المقاوم للصدأ. يتطلب لحام TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ درعًا خاملًا (يعتمد على الأرجون) للحفاظ على جودة السطح وتكوين اللحام.

كيف هو سلك TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ التسامح القطر المحدد، ولماذا يهم؟

تم تحديد تسامح قطر سلك TIG في AWS A5.9 (المعيار الأمريكي لأسلاك اللحام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ) بـ ±0.01 بوصة (حوالي ±0.25 مم) لمعظم الأقطار. يضمن هذا التسامح قطرًا ثابتًا للسلك على طول الطول الكامل، وهو أمر مهم بالنسبة لـ TIG اليدوي لأن عامل اللحام يطور تقنية متسقة تعتمد على قطر السلك - القطر غير المتناسق ينتج هندسة خرزية متغيرة ومدخلات حرارية حتى مع تقنية اللحام المتسقة. بالنسبة لأنظمة TIG الآلية، يعد اتساق القطر أكثر أهمية لأنه يتم التحكم في معدل تغذية الأسلاك من خلال الحجم لكل وحدة زمنية؛ يغير تباين القطر الحجم المودع ويعطل شكل حبة اللحام. في عملية الشراء، يضمن طلب السلك المعتمد وفقًا لـ AWS A5.9 أو المعيار الوطني المعادل استيفاء تفاوتات الأبعاد، وقد تم اختبار السلك للتأكد من التركيب الكيميائي الذي يتم بيعه به.

سلك تيج من الفولاذ المقاوم للصدأ | أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ | أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ Rope | مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ | قضيب من الفولاذ المقاوم للصدأ | اتصل بنا