คุณรู้เกี่ยวกับประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุโลหะมากแค่ไหน?

ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุโลหะหมายถึงความสามารถของวัสดุโลหะเพื่อให้ได้ข้อต่อการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมโดยใช้กระบวนการเชื่อมบางอย่าง รวมถึงวิธีการเชื่อม วัสดุการเชื่อม ข้อกำหนดการเชื่อม และรูปแบบโครงสร้างการเชื่อมหากโลหะสามารถได้รอยเชื่อมที่ดีเยี่ยมโดยใช้กระบวนการเชื่อมทั่วไปและธรรมดากว่า ก็ถือว่ามีสมรรถนะการเชื่อมที่ดีความสามารถในการเชื่อมของวัสดุโลหะโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองด้าน: ความสามารถในการเชื่อมของกระบวนการและความสามารถในการเชื่อมของแอปพลิเคชัน

ความสามารถในการเชื่อมของกระบวนการ: หมายถึงความสามารถในการได้รอยเชื่อมที่ดีเยี่ยมและปราศจากข้อบกพร่องภายใต้สภาวะกระบวนการเชื่อมบางอย่างไม่ใช่คุณสมบัติโดยธรรมชาติของโลหะ แต่ได้รับการประเมินตามวิธีการเชื่อมบางอย่างและมาตรการกระบวนการเฉพาะที่ใช้ดังนั้นความสามารถในการเชื่อมของกระบวนการของวัสดุโลหะจึงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระบวนการเชื่อม

ความสามารถในการเชื่อมบริการ: หมายถึงระดับที่รอยเชื่อมหรือโครงสร้างทั้งหมดตรงตามประสิทธิภาพการบริการที่ระบุโดยเงื่อนไขทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพการทำงานขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของโครงสร้างที่เชื่อมและข้อกำหนดทางเทคนิคที่นำมาใช้ในการออกแบบมักจะรวมถึงคุณสมบัติทางกล, ความต้านทานความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ, ความต้านทานการแตกหักแบบเปราะ, การคืบคลานที่อุณหภูมิสูง, คุณสมบัติความเมื่อยล้า, ความแข็งแรงที่ยั่งยืน, ความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรอ ฯลฯ ตัวอย่างเช่นเหล็กกล้าไร้สนิม S30403 และ S31603 ที่ใช้กันทั่วไปมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม และ 16MnDR และเหล็กกล้าอุณหภูมิต่ำ 09MnNiDR ยังมีความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำที่ดีอีกด้วย

ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุโลหะ

1.ปัจจัยทางวัตถุ

วัสดุประกอบด้วยโลหะฐานและวัสดุเชื่อมภายใต้สภาวะการเชื่อมเดียวกัน ปัจจัยหลักที่กำหนดความสามารถในการเชื่อมของโลหะฐานคือคุณสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมี

ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ: ปัจจัยต่างๆ เช่น จุดหลอมเหลว การนำความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น ความหนาแน่น ความจุความร้อน และปัจจัยอื่นๆ ของโลหะ ล้วนมีผลกระทบต่อกระบวนการต่างๆ เช่น วงจรความร้อน การหลอมละลาย การตกผลึก การเปลี่ยนเฟส ฯลฯ จึงส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อมวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เช่น สแตนเลส มีการไล่ระดับอุณหภูมิได้มาก ความเค้นตกค้างสูง และการเสียรูปมากระหว่างการเชื่อมนอกจากนี้ เนื่องจากระยะเวลาการพักตัวที่ยาวนานที่อุณหภูมิสูง เมล็ดพืชในเขตที่ได้รับความร้อนจึงเติบโต ซึ่งเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพของข้อต่อสเตนเลสออสเตนนิติกมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง และข้อต่อเสียรูปและความเครียดอย่างรุนแรง

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี องค์ประกอบที่มีอิทธิพลมากที่สุดคือคาร์บอน ซึ่งหมายความว่าปริมาณคาร์บอนของโลหะจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการเชื่อมได้องค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ ในเหล็กส่วนใหญ่ไม่เอื้อต่อการเชื่อม แต่โดยทั่วไปผลกระทบจะน้อยกว่าคาร์บอนมากเมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น แนวโน้มการแข็งตัวจะเพิ่มขึ้น ความเป็นพลาสติกลดลง และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวจากการเชื่อมโดยปกติความไวของวัสดุโลหะต่อการแตกร้าวระหว่างการเชื่อมและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของพื้นที่รอยเชื่อมจะใช้เป็นตัวบ่งชี้หลักในการประเมินความสามารถในการเชื่อมของวัสดุดังนั้นยิ่งมีปริมาณคาร์บอนสูง ความสามารถในการเชื่อมก็ยิ่งแย่ลงเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.25% มีความเป็นพลาสติกและความเหนียวต่อแรงกระแทกที่ดีเยี่ยม และความเป็นพลาสติกและความทนทานต่อแรงกระแทกของข้อต่อที่เชื่อมหลังการเชื่อมก็ดีมากเช่นกันไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมในระหว่างการเชื่อม และกระบวนการเชื่อมก็ควบคุมได้ง่าย จึงมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี

นอกจากนี้ สถานะการถลุงและการกลิ้ง สถานะการรักษาความร้อน สถานะองค์กร ฯลฯ ของเหล็ก ล้วนส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อมในระดับที่แตกต่างกันความสามารถในการเชื่อมของเหล็กสามารถปรับปรุงได้โดยการกลั่นหรือกลั่นเมล็ดพืชและกระบวนการรีดที่ควบคุม

วัสดุเชื่อมมีส่วนร่วมโดยตรงในชุดปฏิกิริยาเคมีทางโลหะวิทยาในระหว่างกระบวนการเชื่อม ซึ่งเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบ โครงสร้าง คุณสมบัติ และการก่อตัวของข้อบกพร่องของโลหะเชื่อมหากเลือกวัสดุการเชื่อมไม่ถูกต้องและไม่ตรงกับโลหะฐาน ไม่เพียงแต่จะไม่ได้ข้อต่อที่ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกร้าว และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางโครงสร้างด้วยดังนั้นการเลือกวัสดุการเชื่อมที่ถูกต้องจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการรับรองรอยเชื่อมคุณภาพสูง

2. ปัจจัยกระบวนการ

ปัจจัยด้านกระบวนการ ได้แก่ วิธีการเชื่อม พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อม ลำดับการเชื่อม การอุ่นก่อน การทำความร้อนหลังการเชื่อม และการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม ฯลฯ วิธีการเชื่อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อความสามารถในการเชื่อม โดยส่วนใหญ่มี 2 ด้าน ได้แก่ ลักษณะแหล่งความร้อนและสภาวะการป้องกัน

วิธีการเชื่อมที่แตกต่างกันมีแหล่งความร้อนที่แตกต่างกันมากในแง่ของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน อุณหภูมิความร้อนสูงสุด ฯลฯ โลหะที่เชื่อมภายใต้แหล่งความร้อนที่แตกต่างกันจะแสดงคุณสมบัติการเชื่อมที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น พลังการเชื่อมด้วยไฟฟ้าสแลกสูงมาก แต่ความหนาแน่นของพลังงานต่ำมากและอุณหภูมิความร้อนสูงสุดไม่สูงการให้ความร้อนจะช้าในระหว่างการเชื่อม และระยะเวลาคงตัวที่อุณหภูมิสูงจะยาวนาน ส่งผลให้เม็ดหยาบในบริเวณที่ได้รับความร้อน และลดความเหนียวในการรับแรงกระแทกลงอย่างมาก ซึ่งจะต้องทำให้เป็นมาตรฐานพัฒนา.ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ และวิธีการอื่นๆ จะใช้พลังงานต่ำ แต่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงและให้ความร้อนอย่างรวดเร็วระยะเวลาการกักเก็บที่อุณหภูมิสูงนั้นสั้น โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนนั้นแคบมาก และไม่มีอันตรายต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดพืช

การปรับพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมและการใช้มาตรการกระบวนการอื่นๆ เช่น การอุ่นก่อน การให้ความร้อนภายหลัง การเชื่อมหลายชั้น และการควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้น สามารถปรับและควบคุมวงจรความร้อนในการเชื่อมได้ ซึ่งจะเปลี่ยนความสามารถในการเชื่อมของโลหะได้หากใช้มาตรการต่างๆ เช่น การอุ่นก่อนการเชื่อม หรือการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม เป็นไปได้ทั้งหมดที่จะได้รอยเชื่อมโดยไม่มีข้อบกพร่องการแตกร้าวที่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

3. ปัจจัยเชิงโครงสร้าง

ส่วนใหญ่หมายถึงรูปแบบการออกแบบของโครงสร้างรอยเชื่อมและรอยเชื่อม เช่นผลกระทบของปัจจัยต่างๆ เช่น รูปร่างโครงสร้าง ขนาด ความหนา รูปแบบร่องรอยต่อ รูปแบบการเชื่อม และรูปร่างหน้าตัดที่มีต่อความสามารถในการเชื่อมอิทธิพลของมันสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในการถ่ายเทความร้อนและสถานะของแรงความหนาของแผ่นที่แตกต่างกัน รูปแบบรอยต่อหรือรูปร่างร่องที่แตกต่างกันมีทิศทางและอัตราการถ่ายเทความร้อนที่แตกต่างกัน ซึ่งจะส่งผลต่อทิศทางการตกผลึกและการเติบโตของเกรนของสระหลอมเหลวสวิตช์โครงสร้าง ความหนาของแผ่นเพลท และการจัดเรียงรอยเชื่อมจะกำหนดความแข็งและความยับยั้งชั่งใจของข้อต่อ ซึ่งส่งผลต่อสถานะความเค้นของข้อต่อสัณฐานวิทยาของผลึกที่ไม่ดี ความเข้มข้นของความเครียดอย่างรุนแรง และความเครียดในการเชื่อมที่มากเกินไป เป็นเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของรอยแตกร้าวจากการเชื่อมในการออกแบบ การลดความแข็งของข้อต่อ การลดการเชื่อมขวาง และการลดปัจจัยต่างๆ ที่ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้น ล้วนเป็นมาตรการสำคัญในการปรับปรุงความสามารถในการเชื่อม

4. เงื่อนไขการใช้งาน

หมายถึงอุณหภูมิในการทำงาน สภาพโหลด และสื่อการทำงานระหว่างระยะเวลาการให้บริการของโครงสร้างที่เชื่อมสภาพแวดล้อมการทำงานและสภาพการทำงานเหล่านี้จำเป็นต้องมีโครงสร้างแบบเชื่อมเพื่อให้มีประสิทธิภาพสอดคล้องกันตัวอย่างเช่น โครงสร้างการเชื่อมที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำจะต้องมีความต้านทานการแตกหักแบบเปราะโครงสร้างที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงจะต้องมีความต้านทานการคืบคลานโครงสร้างที่ทำงานภายใต้แรงสลับต้องมีความต้านทานความล้าที่ดีโครงสร้างที่ทำงานในตัวกลางที่เป็นกรด ด่าง หรือเกลือ ภาชนะที่เชื่อมควรมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง เป็นต้นกล่าวโดยสรุป ยิ่งสภาวะการใช้งานรุนแรงเท่าไร ข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับรอยเชื่อมก็จะยิ่งสูงขึ้น และการรับประกันความสามารถในการเชื่อมของวัสดุก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น

ดัชนีการระบุและประเมินความสามารถในการเชื่อมของวัสดุโลหะ

ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ผลิตภัณฑ์จะผ่านกระบวนการเชื่อมด้วยความร้อน ปฏิกิริยาทางโลหะวิทยา ตลอดจนความเครียดในการเชื่อมและการเสียรูป ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างทางโลหะ ขนาด และรูปร่าง ทำให้ประสิทธิภาพของรอยเชื่อมมักจะแตกต่างจากของ วัสดุฐานบางครั้งอาจไม่สามารถตอบสนองความต้องการการใช้งานได้สำหรับโลหะที่เกิดปฏิกิริยาหรือทนไฟหลายชนิด ควรใช้วิธีการเชื่อมแบบพิเศษ เช่น การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนหรือการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เพื่อให้ได้ข้อต่อคุณภาพสูงยิ่งเงื่อนไขของอุปกรณ์น้อยลงและความยากลำบากน้อยลงในการสร้างรอยเชื่อมที่ดีจากวัสดุ ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นในทางตรงกันข้าม หากจำเป็นต้องใช้วิธีการเชื่อมที่ซับซ้อนและมีราคาแพง วัสดุการเชื่อมแบบพิเศษ และมาตรการกระบวนการ นั่นหมายความว่าวัสดุนั้นมีความสามารถในการเชื่อมไม่ดี

เมื่อผลิตผลิตภัณฑ์ ความสามารถในการเชื่อมของวัสดุที่ใช้ต้องได้รับการประเมินก่อนเพื่อพิจารณาว่าวัสดุโครงสร้าง วัสดุการเชื่อม และวิธีการเชื่อมที่เลือกมีความเหมาะสมหรือไม่มีหลายวิธีในการประเมินความสามารถในการเชื่อมของวัสดุแต่ละวิธีสามารถอธิบายความสามารถในการเชื่อมได้เพียงบางแง่มุมเท่านั้นดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการทดสอบเพื่อกำหนดความสามารถในการเชื่อมอย่างสมบูรณ์วิธีทดสอบสามารถแบ่งออกเป็นประเภทการจำลองและประเภทการทดลองอดีตจำลองลักษณะการทำความร้อนและความเย็นของการเชื่อมการทดสอบหลังตามเงื่อนไขการเชื่อมจริงเนื้อหาการทดสอบส่วนใหญ่จะตรวจจับองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างทางโลหะวิทยา สมบัติทางกล และข้อบกพร่องในการเชื่อมของโลหะฐานและโลหะเชื่อม การมีหรือไม่มีข้อบกพร่อง และเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการกัดกร่อน และ ความต้านทานการแตกร้าวของรอยเชื่อม

ลักษณะการเชื่อมของวัสดุโลหะที่ใช้กันทั่วไป

1. การเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน

(1) การเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีปริมาณคาร์บอนต่ำ มีแมงกานีสและซิลิกอนต่ำภายใต้สถานการณ์ปกติ จะไม่ทำให้โครงสร้างแข็งตัวหรือดับโครงสร้างอย่างรุนแรงเนื่องจากการเชื่อมเหล็กชนิดนี้มีความเป็นพลาสติกและทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม อีกทั้งความเป็นพลาสติกและความเหนียวของข้อต่อเชื่อมก็ดีมากเช่นกันโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อม และไม่จำเป็นต้องมีมาตรการกระบวนการพิเศษเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่มีคุณภาพน่าพอใจดังนั้นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำจึงมีประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดีเยี่ยมและเป็นเหล็กที่มีประสิทธิภาพการเชื่อมดีที่สุดในบรรดาเหล็กทั้งหมด.

(2) การเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง

เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าและมีความสามารถในการเชื่อมได้แย่กว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำเมื่อ CE ใกล้ถึงขีดจำกัดล่าง (0.25%) ความสามารถในการเชื่อมก็ดีเมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น แนวโน้มการแข็งตัวจะเพิ่มขึ้น และโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่มีความเป็นพลาสติกต่ำจะถูกสร้างขึ้นได้อย่างง่ายดายในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเมื่อการเชื่อมค่อนข้างแข็งหรือเลือกวัสดุการเชื่อมและพารามิเตอร์กระบวนการไม่ถูกต้อง อาจเกิดรอยแตกร้าวที่เกิดจากความเย็นได้เมื่อทำการเชื่อมชั้นแรกของการเชื่อมหลายชั้น เนื่องจากโลหะฐานส่วนใหญ่หลอมรวมเข้ากับการเชื่อม ปริมาณคาร์บอน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัสจะเพิ่มขึ้น ทำให้ง่ายต่อการเกิดรอยแตกที่ร้อนนอกจากนี้ความไวของปากใบยังเพิ่มขึ้นเมื่อมีปริมาณคาร์บอนสูง

(3) การเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง

เหล็กกล้าคาร์บอนสูงที่มี CE มากกว่า 0.6% มีความสามารถในการชุบแข็งสูงและมีแนวโน้มที่จะผลิตมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูงที่แข็งและเปราะรอยแตกร้าวมักเกิดขึ้นในรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับความร้อน ทำให้การเชื่อมทำได้ยากดังนั้นเหล็กประเภทนี้โดยทั่วไปจึงไม่นิยมใช้ทำโครงสร้างเชื่อม แต่ใช้ทำส่วนประกอบหรือชิ้นส่วนที่มีความแข็งสูงหรือทนทานต่อการสึกหรอการเชื่อมส่วนใหญ่เป็นการซ่อมแซมส่วนที่เสียหายชิ้นส่วนและส่วนประกอบเหล่านี้ควรได้รับการอบอ่อนก่อนการซ่อมแซมการเชื่อมเพื่อลดรอยแตกร้าวจากการเชื่อม จากนั้นจึงอบด้วยความร้อนอีกครั้งหลังการเชื่อม

2. การเชื่อมเหล็กความแข็งแรงสูงผสมต่ำ

ปริมาณคาร์บอนของเหล็กความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำโดยทั่วไปไม่เกิน 0.20% และองค์ประกอบโลหะผสมโดยทั่วไปไม่เกิน 5%เป็นเพราะเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำประกอบด้วยองค์ประกอบโลหะผสมจำนวนหนึ่งซึ่งประสิทธิภาพการเชื่อมค่อนข้างแตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนลักษณะการเชื่อมมีดังนี้:

(1) รอยร้าวจากการเชื่อมในรอยเชื่อม

เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำแตกเย็นประกอบด้วย C, Mn, V, Nb และองค์ประกอบอื่นๆ ที่เสริมความแข็งแกร่งให้กับเหล็ก ดังนั้นจึงง่ายต่อการชุบแข็งระหว่างการเชื่อมโครงสร้างที่แข็งเหล่านี้มีความอ่อนไหวมากดังนั้นเมื่อมีความแข็งมากหรือมีความเค้นยึดสูง หากกระบวนการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ง่ายนอกจากนี้รอยแตกประเภทนี้ยังมีความล่าช้าและเป็นอันตรายอย่างยิ่ง

การอุ่นรอยแตกร้าวแบบอุ่น (SR) การอุ่นรอยแตกร้าวแบบอุ่นเป็นรอยแตกตามขอบเกรนที่เกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีเนื้อหยาบใกล้กับเส้นฟิวชันระหว่างการบำบัดความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดหลังการเชื่อมหรือการทำงานที่อุณหภูมิสูงในระยะยาวเชื่อกันโดยทั่วไปว่าเกิดขึ้นเนื่องจากการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง ทำให้ V, Nb, Cr, Mo และคาร์ไบด์อื่นๆ ใกล้กับ HAZ แข็งตัวละลายในออสเทนไนต์พวกเขาไม่มีเวลาที่จะตกตะกอนในระหว่างการทำความเย็นหลังการเชื่อม แต่จะกระจายและตกตะกอนในระหว่าง PWHT จึงทำให้โครงสร้างผลึกแข็งแรงขึ้นภายใน ความผิดปกติของการคืบคลานระหว่างการผ่อนคลายความเครียดจะกระจุกตัวอยู่ที่ขอบเขตของเกรน

ข้อต่อเชื่อมเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำโดยทั่วไปไม่มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวซ้ำ เช่น 16MnR, 15MnVR เป็นต้น อย่างไรก็ตาม สำหรับซีรีส์ Mn-Mo-Nb และ Mn-Mo-V ซีรีส์เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำ เช่น 07MnCrMoVR เนื่องจาก Nb, V และ Mo เป็นองค์ประกอบที่มีความไวสูงในการอุ่นการแตกร้าว เหล็กประเภทนี้จึงจำเป็นต้องได้รับการบำบัดในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมควรใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงบริเวณที่มีอุณหภูมิละเอียดอ่อนของการอุ่นรอยแตกร้าว เพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวจากการอุ่นซ้ำ

(2) การเปราะและความอ่อนตัวของรอยเชื่อม

การเสื่อมสภาพตามอายุของรอยเปราะ ข้อต่อรอยเชื่อมจะต้องผ่านกระบวนการเย็นต่างๆ (การตัดเปล่า การกลิ้งถัง ฯลฯ) ก่อนทำการเชื่อมเหล็กจะทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกหากพื้นที่ได้รับความร้อนเพิ่มเติมถึง 200 ถึง 450°C จะเกิดการเสื่อมสภาพของความเครียด.การเปราะตามอายุจากความเครียดจะช่วยลดความเป็นพลาสติกของเหล็ก และเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะ ส่งผลให้อุปกรณ์แตกหักเปราะการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมสามารถขจัดความชราของความเครียดของโครงสร้างที่เชื่อมและคืนความเหนียวกลับคืนมาได้

การแตกตัวของรอยเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน การเชื่อมเป็นกระบวนการทำความร้อนและความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้โครงสร้างไม่เรียบอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะของการเชื่อม (WM) และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) สูงกว่าอุณหภูมิของโลหะฐานและเป็นจุดอ่อนในข้อต่อพลังงานในการเชื่อมมีผลกระทบสำคัญต่อคุณสมบัติของเหล็ก WM และ HAZ ที่มีความแข็งแรงสูงผสมต่ำเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงผสมต่ำแข็งตัวได้ง่ายหากพลังงานของเส้นน้อยเกินไป มาร์เทนไซต์จะปรากฏใน HAZ และทำให้เกิดรอยแตกร้าวหากพลังงานของเส้นมีขนาดใหญ่เกินไป เม็ดของ WM และ HAZ จะหยาบจะทำให้ข้อต่อเปราะเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กรีดร้อนและเหล็กธรรมดา เหล็กชุบแข็งและเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีแนวโน้มที่จะเกิดการเปราะของ HAZ ที่รุนแรงกว่าซึ่งเกิดจากพลังงานเชิงเส้นที่มากเกินไปดังนั้นเมื่อทำการเชื่อมพลังงานของเส้นจึงควรถูกจำกัดไว้ในช่วงหนึ่ง

การอ่อนตัวของโซนรับผลกระทบความร้อนของรอยเชื่อม เนื่องจากการกระทำของความร้อนในการเชื่อม ภายนอกโซนรับผลกระทบความร้อน (HAZ) ของเหล็กชุบแข็งและนิรภัยคาร์บอนต่ำจะถูกให้ความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิการอบคืนตัว โดยเฉพาะบริเวณใกล้ Ac1 ซึ่งจะทำให้เกิดโซนอ่อนตัวและมีความแรงลดลงการอ่อนตัวของโครงสร้างในโซน HAZ จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของพลังงานของเส้นเชื่อมและอุณหภูมิการอุ่น แต่โดยทั่วไป ความต้านทานแรงดึงในโซนอ่อนตัวยังคงสูงกว่าขีดจำกัดล่างของค่ามาตรฐานของโลหะฐาน ดังนั้น โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เหล็กประเภทนี้จะอ่อนตัวลงตราบใดที่ฝีมือการผลิตเหมาะสมปัญหาก็จะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของข้อต่อ

3.เชื่อมสแตนเลส

สเตนเลสสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทตามโครงสร้างเหล็กที่แตกต่างกัน ได้แก่ สเตนเลสออสเทนนิติก สเตนเลสเฟอร์ริติก สเตนเลสมาร์เทนซิติก และสเตนเลสดูเพล็กซ์ออสเทนนิติก-เฟอริติกเนื้อหาต่อไปนี้จะวิเคราะห์ลักษณะการเชื่อมของสเตนเลสออสเทนนิติกและสเตนเลสสองทิศทางเป็นหลัก

(1) การเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

สเตนเลสออสเทนนิติกเชื่อมได้ง่ายกว่าสเตนเลสชนิดอื่นจะไม่มีการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิใดๆ และไม่ไวต่อการแตกตัวของไฮโดรเจนข้อต่อสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกยังมีความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดีในสถานะการเชื่อมปัญหาหลักของการเชื่อมคือ: การเชื่อมแตกร้อน, การเปราะ, การกัดกร่อนตามขอบเกรนและการกัดกร่อนจากความเครียด ฯลฯ นอกจากนี้เนื่องจากการนำความร้อนต่ำและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นขนาดใหญ่ ความเครียดจากการเชื่อมและการเสียรูปจึงมีขนาดใหญ่เมื่อทำการเชื่อม ความร้อนในการเชื่อมควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และไม่ควรมีการอุ่นก่อน และควรลดอุณหภูมิระหว่างชั้นลงควรควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้นให้ต่ำกว่า 60°C และรอยเชื่อมควรถูกเซเพื่อลดความร้อนเข้า ไม่ควรเพิ่มความเร็วในการเชื่อมมากเกินไป แต่กระแสการเชื่อมควรลดลงอย่างเหมาะสม

(2) การเชื่อมสเตนเลสสองทางออสเทนนิติก-เฟอริติก

สเตนเลสดูเพล็กซ์ออสเทนนิติก-เฟอร์ริติกเป็นสเตนเลสดูเพล็กซ์ที่ประกอบด้วยสองเฟส: ออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ผสมผสานข้อดีของเหล็กออสเทนนิติกและเหล็กเฟอร์ริติกเข้าด้วยกัน จึงมีคุณลักษณะความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และเชื่อมง่ายปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีสามประเภทหลัก: Cr18, Cr21 และ Cr25ลักษณะสำคัญของการเชื่อมเหล็กประเภทนี้คือ: แนวโน้มทางความร้อนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกแนวโน้มการเปราะที่ต่ำกว่าหลังการเชื่อมเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกบริสุทธิ์ และระดับของเฟอร์ไรต์ที่หยาบในบริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อม นอกจากนี้ยังต่ำกว่าด้วย ดังนั้นความสามารถในการเชื่อมจึงดีกว่า

เนื่องจากเหล็กประเภทนี้มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี จึงไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมระหว่างการเชื่อมแผ่นบางควรเชื่อมด้วย TIG และแผ่นขนาดกลางและหนาสามารถเชื่อมได้ด้วยการเชื่อมอาร์กเมื่อทำการเชื่อมด้วยการเชื่อมอาร์ก ควรใช้ลวดเชื่อมพิเศษที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับโลหะฐานหรือลวดเชื่อมออสเทนนิติกที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำอิเล็กโทรดโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักสามารถใช้กับเหล็กกล้าสองเฟสประเภท Cr25 ได้

เหล็กกล้าสองเฟสมีสัดส่วนของเฟอร์ไรต์ที่มากกว่า และแนวโน้มการเปราะของเหล็กเฟอร์ริติกโดยธรรมชาติ เช่น ความเปราะที่ 475°C การตกตะกอนของตะกอนในเฟส σ และเกรนหยาบ ยังคงมีอยู่ เพียงเพราะมีออสเทนไนต์อยู่เท่านั้นการผ่อนปรนบางอย่างสามารถเกิดขึ้นได้จากเอฟเฟกต์การปรับสมดุล แต่คุณยังต้องให้ความสนใจเมื่อทำการเชื่อมเมื่อเชื่อมสเตนเลสดูเพล็กซ์ที่ปราศจาก Ni หรือ Ni ต่ำ มีแนวโน้มที่จะเกิดเฟอร์ไรต์เฟสเดียวและเกรนหยาบในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในเวลานี้ ควรให้ความสนใจกับการควบคุมอินพุตความร้อนในการเชื่อม และลองใช้กระแสไฟต่ำ ความเร็วในการเชื่อมสูง และการเชื่อมช่องแคบและการเชื่อมแบบหลายรอบเพื่อป้องกันเกรนหยาบและเฟอร์ไรต์เฟสเดียวในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนอุณหภูมิระหว่างชั้นไม่ควรสูงเกินไปทางที่ดีควรเชื่อมแผ่นถัดไปหลังจากระบายความร้อนแล้ว