كيفية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ: التقنيات والنصائح والممارسات

فهم الفولاذ المقاوم للصدأ

ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟

الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن سبيكة معدنية تعتمد على الحديد. إنه خليط من الحديد وعناصر أخرى. الكروم معدن أساسي معروف بخصائصه المضادة للتآكل. وذلك لأن الكروم الموجود في الفولاذ يشكل طبقة من ثاني أكسيد الكروم على سطحه، مما يجعله مقاومًا للبقع والصدأ. ولهذا السبب تنجذب العديد من الصناعات، مثل السيارات والفضاء والبناء، إلى الفولاذ المقاوم للصدأ.

أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ وتوافقها مع اللحام

الفولاذ المقاوم للصدأ لا يأتي بحجم واحد. هناك أنواع عديدة، ولكل منها خصائصها ومتطلبات اللحام. ألق نظرة على ما يلي:

• الفولاذ المقاوم للصدأ: مكون من 15-30% كروم و2-20% نيكل. غير مغناطيسية وقابلة للتشكيل بدرجة كبيرة. ممتاز للحام. تشمل الدرجات الشائعة 304 أو 316.
• الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي: يحتوي على 10.5-27% كروم وهو مغناطيسي. يمكنك لحام هذا النوع بكفاءة أكبر من اللحام بالأنواع الأوستنيتي، لكن يجب عليك استخدام تقنيات محددة. الدرجات الأكثر شعبية هي 409 و 430.
• الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي: مكون من 11.5-17% كروم مع ما يصل إلى 1.2% كربون. يمكنك تقوية هذا النوع مغناطيسيًا من خلال المعالجة الحرارية. يمكن أن يكون أفضل للحام. الدرجات الأكثر شيوعًا هي 410 و 422.
• دوبلكس ستانلس ستيل: مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفيريتيك، مما يوفر التوازن في الخصائص. أنها تحتوي على ما بين 19-28% كروم و4.5-8% نيكل. فهي لا تزال قابلة للحام، ولكنها تتطلب المزيد من الرعاية.

خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ تميزه عن المعادن الأخرى

عندما يتعلق الأمر باللحام، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ له خصائص فريدة.

• مقاومة للتآكل: المحتوى العالي من الكروم يخلق طبقة أكسيد سلبية تقاوم التآكل. يمكن أن تكون هذه الخاصية ضارة إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح أثناء اللحام.
• نقطة انصهار أكثر ممتازة:الفولاذ المقاوم للصدأ لديه درجة حرارة انصهار أعلى من الفولاذ الكربوني. هذا يؤثر على عملية اللحام.
• التحسس: قد تصبح المادة المحيطة باللحام حساسة. للحفاظ على مقاومته للتآكل، يجب عليك تبريده بسرعة؛ وإلا يجب عليك تصحيح عملية اللحام.
• التوصيل الحراري: الفولاذ الكربوني أكثر موصلية للحرارة من الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا يعني أنها ستوزع الحرارة بشكل مختلف وتؤثر على كيفية إدارة حوض اللحام.
• معامل التمدد الحراري: تتوسع وتنكمش بشكل مختلف تحت الحرارة. إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح، يمكن أن تشوه.

ما يجب مراعاته عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ المناسب لمشروعك

معايير ASTM للفولاذ المقاوم للصدأ

من الضروري مراعاة معايير الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ. ترشد هذه المعايير تكوين درجات الفولاذ المقاوم للصدأ، والخصائص الميكانيكية، ومتطلبات الأداء. يمكنك، على سبيل المثال:

• أستم-A240:تنطبق هذه المواصفة القياسية على ألواح وصفائح وأشرطة الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوعة من الكروم أو النيكل والكروم المستخدمة في أوعية الضغط والتطبيقات العامة الأخرى.
• أستم-A276:تغطي هذه المواصفة القضبان التي تم تشطيبها على الساخن أو تشطيبها على البارد أو تم إصلاحها. تغطي هذه المواصفة الأشكال الدائرية أو المربعة أو السداسية أو المدرفلة على الساخن أو المبثوقة مثل الزوايا والمحملات والقنوات.

ضع في اعتبارك عوامل مثل مقاومة التآكل والقوة والتكلفة.

المقاومة للتآكل

تعتبر مقاومة المواد للتآكل أولوية بالنسبة للعديد من المشاريع، وخاصة تلك المعرضة لبيئات قاسية. تتمتع الدرجات الأوستنيتي مثل 304 و316 بمقاومة عالية للتآكل بسبب محتواها العالي من الكروم أو النيكل. تميل درجات الحديد إلى أن تكون أقل مقاومة، لكنها لا تزال خيارًا اعتمادًا على تطبيقك المحدد.

تقوية جسمك

سيؤثر نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي تختاره بشكل مباشر على متانة المنتج النهائي. تتمتع درجات المارتنسيت بدرجة عالية من الصلابة ولكنها أقل مقاومة للتآكل. يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بمثابة حل وسط جيد بين القوة ومقاومة التآكل.

يكلف

التكلفة هي عامل آخر يجب على الشركات التعرف عليه. تميل الدرجات الأوستنيتي إلى أن تكون أكثر تكلفة بسبب محتواها من النيكل. تحتوي درجات الحديدي على كمية أقل من النيكل، وبالتالي تكون أرخص في كثير من الأحيان. تعتبر درجات المارتنسيت قوية ولكنها تتطلب معالجة حرارية، مما قد يزيد من التكلفة. ضع في اعتبارك تكاليف دورة حياة المادة، بما في ذلك الصيانة والاستبدالات المحتملة والسعر الأولي.

تدابير السلامة قبل البدء

معدات الحماية الشخصية (PPE)، كيفية استخدامها

معدات الحماية الشخصية المناسبة هي خط الدفاع الأول في مكافحة المخاطر المحتملة. ويجب التأكيد عليه أكثر. وهنا عدد قليل من الضروريات.

• نظارات حماية: احمي عينيك من الشرر والشظايا المعدنية.
• لحام خوذة: احمي عينيك ووجهك من الحرارة والضوء الشديدين.
• أجهزة التنفس: يجب عند لحام أنواع معينة من الفولاذ المقاوم للصدأ أن تنبعث منها أبخرة سامة.
• ملابس واقية: ارتداء الملابس المقاومة للحريق والأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يساعد في حمايتك.
• قفازات: اختر قفازات عالية الجودة توازن بين البراعة والحماية.
• أحذية السلامة: يجب أن تكون متينة وتتميز بغطاء من الصلب لضمان أقصى قدر من الأمان.

إنشاء بيئة عمل آمنة

تعد بيئة العمل التي تقوم بإنشائها أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامتك. هنا بعض النصائح:

• التهوية الكافية: تأكد من تهوية منطقة عملك بشكل مناسب لتفريق أي أبخرة سامة تتولد أثناء اللحام.
• طفايات الحريق: احتفظ بمطفأة الحريق في متناول اليد في حالة الطوارئ.
• مسح مساحة العمل:حافظ على مساحة العمل الخاصة بك نظيفة لتقليل مخاطر التعثر، وقم بتخزين الأدوات والمواد في مناطق محددة.
• السلامة الكهربائية: التأكد من تأمين جميع التوصيلات الكهربائية. تجنب المياه الراكدة لأنها يمكن أن توصل الكهرباء.
• إشارات الأمان: اعرض علامات السلامة لتنبيه فريقك ونفسك بالمخاطر المحتملة.

التعامل مع الفولاذ المقاوم للصدأ: الاحتياطات

تمثل المادة بحد ذاتها تحديًا فريدًا يتطلب احتياطات خاصة.

• التعامل مع المواد: يمكن أن تحتوي صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ على حواف حادة. استخدم القفازات عند التعامل معها.
• أبخرة سامة: بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تنبعث منها أبخرة سامة أثناء اللحام. استخدم جهاز التنفس كلما أمكن ذلك، وتأكد من حصولك على تهوية كافية.
• الطحن والقطع: كن حذرًا عند قطع أو طحن الفولاذ المقاوم للصدأ. الشرر يمكن أن يسبب انفجارا.
• التفتيش قبل: فحص المواد من الشقوق والعيوب قبل البدء في أي مشروع.