વેલ્ડીંગ ગુણવત્તા પર વેલ્ડીંગ વાયરમાં સમાવિષ્ટ મેટલ તત્વોનો પ્રભાવ

Si, Mn, S, P, Cr, Al, Ti, Mo, V અને અન્ય એલોયિંગ તત્વો ધરાવતા વેલ્ડીંગ વાયર માટે. વેલ્ડીંગ કામગીરી પર આ એલોયિંગ તત્વોનો પ્રભાવ નીચે વર્ણવેલ છે:

સિલિકોન (Si)

સિલિકોન એ વેલ્ડીંગ વાયરમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું ડીઓક્સિડાઇઝિંગ તત્વ છે, તે આયર્નને ઓક્સિડેશન સાથે જોડતા અટકાવી શકે છે અને પીગળેલા પૂલમાં FeO ઘટાડી શકે છે. જો કે, જો સિલિકોન ડીઓક્સિડેશનનો એકલા ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો પરિણામી SiO2 નું ગલનબિંદુ (લગભગ 1710 °C) ઊંચુ હોય છે અને પરિણામી કણો નાના હોય છે, જેનાથી પીગળેલા પૂલમાંથી બહાર નીકળવું મુશ્કેલ બને છે, જે સરળતાથી સ્લેગના સમાવેશનું કારણ બની શકે છે. વેલ્ડ મેટલ.

મેંગેનીઝ (Mn)

મેંગેનીઝની અસર સિલિકોન જેવી જ છે, પરંતુ તેની ડિઓક્સિડેશન ક્ષમતા સિલિકોન કરતાં થોડી ખરાબ છે. એકલા મેંગેનીઝ ડીઓક્સિડેશનનો ઉપયોગ કરીને, જનરેટ થયેલ MnO ની ઘનતા વધારે છે (15.11g/cm3), અને પીગળેલા પૂલમાંથી બહાર નીકળવું સરળ નથી. વેલ્ડીંગ વાયરમાં સમાવિષ્ટ મેંગેનીઝ, ડીઓક્સિડેશન ઉપરાંત, સલ્ફર સાથે મળીને મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડ (MnS) પણ બનાવી શકે છે અને તેને દૂર કરી શકાય છે (ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન), તેથી તે સલ્ફરને કારણે ગરમ તિરાડોના વલણને ઘટાડી શકે છે. ડિઓક્સિડેશન માટે સિલિકોન અને મેંગેનીઝનો એકલા ઉપયોગ થતો હોવાથી, ડિઓક્સિડાઇઝ્ડ ઉત્પાદનોને દૂર કરવું મુશ્કેલ છે. તેથી, સિલિકોન-મેંગેનીઝ સંયુક્ત ડિઓક્સિડેશનનો હાલમાં મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે, જેથી ઉત્પન્ન થયેલ SiO2 અને MnOને સિલિકેટ (MnO·SiO2) માં સંયોજિત કરી શકાય. MnO·SiO2 નીચા ગલનબિંદુ (લગભગ 1270°C) અને નીચી ઘનતા (લગભગ 3.6g/cm3) ધરાવે છે, અને સારી ડીઓક્સિડેશન અસર પ્રાપ્ત કરવા માટે તે સ્લેગના મોટા ટુકડાઓમાં ઘનીક બની શકે છે અને પીગળેલા પૂલમાં તરતી શકે છે. મેંગેનીઝ એ સ્ટીલમાં એક મહત્વપૂર્ણ એલોયિંગ તત્વ પણ છે અને એક મહત્વપૂર્ણ સખ્તાઈ તત્વ છે, જે વેલ્ડ મેટલની કઠિનતા પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે. જ્યારે Mn સામગ્રી 0.05% કરતા ઓછી હોય, ત્યારે વેલ્ડ મેટલની કઠિનતા ખૂબ ઊંચી હોય છે; જ્યારે Mn સામગ્રી 3% થી વધુ હોય, ત્યારે તે ખૂબ જ બરડ હોય છે; જ્યારે Mn સામગ્રી 0.6-1.8% હોય છે, વેલ્ડ મેટલમાં વધુ મજબૂતાઈ અને કઠિનતા હોય છે.

સલ્ફર (એસ)

સલ્ફર ઘણીવાર સ્ટીલમાં આયર્ન સલ્ફાઇડના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને નેટવર્કના સ્વરૂપમાં અનાજની સીમામાં વિતરિત થાય છે, આમ સ્ટીલની કઠિનતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. આયર્ન વત્તા આયર્ન સલ્ફાઇડનું યુટેક્ટિક તાપમાન ઓછું છે (985°C). તેથી, હોટ વર્કિંગ દરમિયાન, પ્રક્રિયા શરૂ થવાનું તાપમાન સામાન્ય રીતે 1150-1200 °C હોય છે, અને આયર્ન અને આયર્ન સલ્ફાઇડનું યુટેક્ટિક ઓગળવામાં આવે છે, પરિણામે પ્રક્રિયા દરમિયાન ક્રેકીંગ થાય છે, આ ઘટના કહેવાતા "સલ્ફરનું ગરમ ​​​​સંબંધ" છે. . સલ્ફરની આ મિલકત વેલ્ડીંગ દરમિયાન સ્ટીલમાં ગરમ ​​તિરાડો વિકસાવવાનું કારણ બને છે. તેથી, સ્ટીલમાં સલ્ફરની સામગ્રી સામાન્ય રીતે સખત રીતે નિયંત્રિત થાય છે. સામાન્ય કાર્બન સ્ટીલ, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કાર્બન સ્ટીલ અને અદ્યતન ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સ્ટીલ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત સલ્ફર અને ફોસ્ફરસની માત્રામાં રહેલો છે. અગાઉ સૂચવ્યા મુજબ, મેંગેનીઝમાં ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન અસર હોય છે, કારણ કે મેંગેનીઝ સલ્ફર સાથે ઉચ્ચ ગલનબિંદુ (1600 ° સે) સાથે મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડ (MnS) બનાવી શકે છે, જે દાણાદાર સ્વરૂપમાં અનાજમાં વિતરિત થાય છે. ગરમ કામ દરમિયાન, મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડમાં પૂરતી પ્લાસ્ટિસિટી હોય છે, આમ સલ્ફરની હાનિકારક અસરને દૂર કરે છે. તેથી, સ્ટીલમાં મેંગેનીઝની ચોક્કસ માત્રા જાળવી રાખવી ફાયદાકારક છે.

ફોસ્ફરસ (P)

ફોસ્ફરસ સ્ટીલમાં ફેરાઇટમાં સંપૂર્ણપણે ઓગાળી શકાય છે. સ્ટીલ પર તેની મજબૂત અસર કાર્બન પછી બીજા ક્રમે છે, જે સ્ટીલની મજબૂતાઈ અને કઠિનતાને વધારે છે. ફોસ્ફરસ સ્ટીલના કાટ પ્રતિકારને સુધારી શકે છે, જ્યારે પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે. ખાસ કરીને નીચા તાપમાને, અસર વધુ ગંભીર હોય છે, જેને ફોસ્ફરસની ઠંડા ઘૂંટણિયે વલણ કહેવામાં આવે છે. તેથી, તે વેલ્ડીંગ માટે પ્રતિકૂળ છે અને સ્ટીલની ક્રેક સંવેદનશીલતા વધારે છે. અશુદ્ધિ તરીકે, સ્ટીલમાં ફોસ્ફરસની સામગ્રી પણ મર્યાદિત હોવી જોઈએ.

ક્રોમિયમ (Cr)

ક્રોમિયમ પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતાને ઘટાડ્યા વિના સ્ટીલની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા વધારી શકે છે. ક્રોમિયમ મજબૂત કાટ પ્રતિકાર અને એસિડ પ્રતિકાર ધરાવે છે, તેથી ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં સામાન્ય રીતે વધુ ક્રોમિયમ (13% કરતાં વધુ) હોય છે. ક્રોમિયમમાં મજબૂત ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને ગરમી પ્રતિકાર પણ છે. તેથી, ક્રોમિયમનો ઉપયોગ ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલમાં પણ થાય છે, જેમ કે 12CrMo, 15CrMo 5CrMo વગેરે. સ્ટીલમાં ચોક્કસ માત્રામાં ક્રોમિયમ હોય છે [7]. ક્રોમિયમ એ ઓસ્ટેનિટીક સ્ટીલનું મહત્વનું ઘટક તત્વ અને ફેરીટાઇઝિંગ તત્વ છે, જે એલોય સ્ટીલમાં ઊંચા તાપમાને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે. ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં, જ્યારે ક્રોમિયમ અને નિકલની કુલ માત્રા 40% હોય છે, જ્યારે Cr/Ni = 1 હોય છે, ત્યારે ગરમ તિરાડનું વલણ હોય છે; જ્યારે Cr/Ni = 2.7, ગરમ ક્રેકીંગનું વલણ નથી. તેથી, જ્યારે Cr/Ni = 2.2 થી 2.3 સામાન્ય રીતે 18-8 સ્ટીલમાં, ક્રોમિયમ એલોય સ્ટીલમાં કાર્બાઇડ ઉત્પન્ન કરવા માટે સરળ છે, જે એલોય સ્ટીલના ઉષ્ણ વહનને વધુ ખરાબ બનાવે છે, અને ક્રોમિયમ ઓક્સાઇડનું ઉત્પાદન કરવું સરળ છે, જે વેલ્ડીંગને મુશ્કેલ બનાવે છે.

એલ્યુમિનિયમ (AI)

એલ્યુમિનિયમ એ મજબૂત ડીઓક્સિડાઇઝિંગ તત્વોમાંનું એક છે, તેથી ડીઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ માત્ર ઓછા FeO પેદા કરી શકતું નથી, પણ સરળતાથી FeO ઘટાડી શકે છે, પીગળેલા પૂલમાં પેદા થતી CO ગેસની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને અસરકારક રીતે અટકાવે છે અને CO નો પ્રતિકાર કરવાની ક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. છિદ્રો વધુમાં, એલ્યુમિનિયમ પણ નાઈટ્રોજન સાથે જોડાઈને નાઈટ્રોજનને ઠીક કરી શકે છે, તેથી તે નાઈટ્રોજનના છિદ્રોને પણ ઘટાડી શકે છે. જો કે, એલ્યુમિનિયમ ડીઓક્સિડેશન સાથે, પરિણામી Al2O3 નું ગલનબિંદુ ઊંચું છે (લગભગ 2050 ° સે), અને તે પીગળેલા પૂલમાં નક્કર સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જે વેલ્ડમાં સ્લેગના સમાવેશનું કારણ બને છે. તે જ સમયે, એલ્યુમિનિયમ ધરાવતા વેલ્ડીંગ વાયરમાં સ્પેટર થવાનું સરળ છે, અને ઉચ્ચ એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી વેલ્ડ મેટલના થર્મલ ક્રેકીંગ પ્રતિકારને પણ ઘટાડશે, તેથી વેલ્ડીંગ વાયરમાં એલ્યુમિનિયમની સામગ્રી સખત રીતે નિયંત્રિત હોવી જોઈએ અને તે ખૂબ ન હોવી જોઈએ. ઘણું જો વેલ્ડીંગ વાયરમાં એલ્યુમિનિયમની સામગ્રી યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે, તો વેલ્ડ મેટલની કઠિનતા, ઉપજ બિંદુ અને તાણ શક્તિમાં થોડો સુધારો થશે.

ટાઇટેનિયમ (Ti)

ટાઇટેનિયમ એ એક મજબૂત ડીઓક્સિડાઇઝિંગ તત્વ પણ છે, અને નાઇટ્રોજનને ઠીક કરવા અને નાઇટ્રોજન છિદ્રોનો પ્રતિકાર કરવા માટે વેલ્ડ મેટલની ક્ષમતાને સુધારવા માટે નાઇટ્રોજન સાથે ટીએનનું સંશ્લેષણ પણ કરી શકે છે. જો વેલ્ડ સ્ટ્રક્ચરમાં Ti અને B (બોરોન) ની સામગ્રી યોગ્ય હોય, તો વેલ્ડ સ્ટ્રક્ચરને શુદ્ધ કરી શકાય છે.

મોલિબડેનમ (Mo)

એલોય સ્ટીલમાં મોલીબ્ડેનમ સ્ટીલની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા સુધારી શકે છે, અનાજને શુદ્ધ કરી શકે છે, ગુસ્સાની બરડપણું અને વધુ ગરમ થવાની વૃત્તિને અટકાવી શકે છે, ઉચ્ચ તાપમાનની મજબૂતાઈ, ક્રીપ સ્ટ્રેન્થ અને ટકાઉ શક્તિમાં સુધારો કરી શકે છે અને જ્યારે મોલિબ્ડેનમનું પ્રમાણ 0.6% કરતા ઓછું હોય, ત્યારે તે પ્લાસ્ટિસિટી સુધારી શકે છે, ઘટાડી શકે છે. ક્રેક કરવાની વૃત્તિ અને અસરની કઠિનતા સુધારે છે. મોલિબડેનમ ગ્રેફિટાઇઝેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે. તેથી, સામાન્ય મોલીબડેનમ-સમાવતી ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ જેમ કે 16Mo, 12CrMo, 15CrMo, વગેરેમાં લગભગ 0.5% મોલિબ્ડેનમ હોય છે. જ્યારે એલોય સ્ટીલમાં મોલીબડેનમનું પ્રમાણ 0.6-1.0% હોય, ત્યારે મોલીબડેનમ એલોય સ્ટીલની પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા ઘટાડશે અને એલોય સ્ટીલની શમન કરવાની વૃત્તિમાં વધારો કરશે.

વેનેડિયમ (V)

વેનેડિયમ સ્ટીલની મજબૂતાઈમાં વધારો કરી શકે છે, અનાજને શુદ્ધ કરી શકે છે, અનાજની વૃદ્ધિની વૃત્તિને ઘટાડી શકે છે અને સખતતામાં સુધારો કરી શકે છે. વેનેડિયમ પ્રમાણમાં મજબૂત કાર્બાઇડ બનાવતું તત્વ છે, અને રચાયેલ કાર્બાઇડ 650 °C થી નીચે સ્થિર છે. સમય સખ્તાઇ અસર. વેનેડિયમ કાર્બાઇડ્સમાં ઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતા હોય છે, જે સ્ટીલની ઉચ્ચ તાપમાનની કઠિનતાને સુધારી શકે છે. વેનેડિયમ સ્ટીલમાં કાર્બાઇડના વિતરણને બદલી શકે છે, પરંતુ વેનેડિયમ પ્રત્યાવર્તન ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે સરળ છે, જે ગેસ વેલ્ડીંગ અને ગેસ કટીંગની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે. સામાન્ય રીતે, જ્યારે વેલ્ડ સીમમાં વેનેડિયમનું પ્રમાણ લગભગ 0.11% હોય છે, ત્યારે તે નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનમાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે, જે પ્રતિકૂળતાને અનુકૂળમાં ફેરવી શકે છે.