ref: http://www.weldingtipsandtricks.com/tig-welding-tips.html

ผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าไร้สนิมมีการใช้งานอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีคุณลักษณะพิเศษที่แตกต่างไปจาก วัสดุอื่นๆ เช่น ความต้านทาน การกัดกร่อนที่ด ีสามารถใช้งานภายใต้อุณหภูมิสูงลักษณะผิวที่สวยงามและ หลากหลาย เหล็กกล้าไร้สนิมไม่เพียงใช้ทำเครื่องครัว สุขภัณฑ์ งานตกแต่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึง การนำ ไปเชื่อม ประกอบเช่น ท่อความดัน แท็งค์ ระบบท่อไอเสียรถยนต์ อุปกรณ์ในโรงงาน อุตสาหกรรมเตมี และอาหารเป็นต้น ซึ่งในบทความนี้ทางสมาคม พัฒนาสเตนเลสไทยจะนำเสนอเกี่ยวกับการเชื่อม เหล็กล้าไร้สนิม

เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมมีหลายประเภท โดยแตกต่างกันไปตามส่วนผสมทางเคมีซึ่งมีผลต่อทั้ง โครงสร้างจุลภาค คุณสมบัติเชิงกล และการใช้งาน ซึ่งความสามารถในการเชื่อมของแต่ละกลุ่ม ก็แตกต่างกันด้วย ลักษณะสำคัญจองการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทต่างๆ มีดังต่อไปนี้

1.    เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดออสเตนิติก
เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มนี้สามารถทำการเชื่อมได้ง่ายที่สุดและเชื่อมได้โดยไม่จำเป็นต้องให้ความร้อน ก่อนทำการเชื่อม หรือให้ความร้อน ภายหลังทำการเชื่อม แต่สิ่งที่ต้องระวังคือผลของความร้อนที่สูง เกินไป จะทำให้เกรนหยาบ และไม่ทนต่อแรงกระแทก นอกจากนี้ อุณหภูมิสูง (high thermal expansion) แต่การนำความร้อน (thermal conductivity) ต่ำเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอน การแก้ไขทำโดยการปรับกระแสไฟฟ้ามรการเชื่อให้ต่ำเพื่อควบคุมประมาณความร้อนที่ใช้กับ ชิ้นงานหรือทำ preheat เพื่อให้ชิ้นงาน มีอุณหภูมิสม่ำเสมอนอกจกนี้อาจป้องกันโดยการใช้ clamp หรือ jig ช่วยยึดชิ้นงานเชื่อม การเชื่อมแบบ back step welding การเชื่อมแบบ balanced sequence welding หรือการเชื่อทีละน้อยๆ จะลดการบิดเบี้ยวได้ปัญหาอีก ประการคือการเกิด โครเมียมคาร์ไบด์บริเวณรอยเชื่อม ทำให้ขาดการสร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์ เพื่อป้องการเกิดสนิม ทำได้โดยการใช้เหล็กกล้าไร้สนิม ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ เช่น 316 L หรื่อที่มีส่วนผสมของไททาเนียมหรือไนโอเบียม( Stabilized grades ) เช่น 347

2.    เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดเฟอร์ริติก
ลักษณะของการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดเฟอร์ริติกจะคล้ายกันการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน แต่มี สิ่งที่ควรระวังหลายประการ เช่น การโตของเกรนย่างมากบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ( heat affected zone, HAZ ) และการเกิดคาร์ไบด์ทำให้ รอยเชื่อมเปราะ เพื่อให้ได้โดยการ preheat ชิ้นงานที่อุณหภูมิ 10-120 องศาเซลเซียส ก่อนเชื่อมและในการเชื่อต้องควบคุมประมาณ
ความร้อนที่ให้กับชิ้นงาน ( heat input ) ให้น้อยที่สุดสำหรับการละลายหริอปรับปรุงคาร์ไบด์ที่ เกิดขึ้นจากการเชื่อมสามรถทำได้โดย ให้ความร้อนภายหลังการเชื่อม ( Post Weld-Heat PWHT ) ที่อุณหภูมิ 750-850 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30-60 นาที ซึ่งยังเป็นการช่วยลดความเค้น ตกค้างในรอยเชื่อม ปรับปรุงคุณสมบัติการยืดตัว ( ductility ) ความแกร่ง ( toughness ) และ
ความต้านทานต่อการกัดกร่อนบริเวณที่ได้รับผลของความร้อน ( HAZ ) ได้อีกด้วย

3.    เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดมาร์เทนซิติก
การเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มมาร์เทนซิติกจะแตกต่างจากการเชื่อมในกลุ่มออสเตนิติก และเฟอร์ริติกโดยโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่แข็ง และเปราะ จะมีโอกาสแตกได้หากนำไปใช้งานทันทีโดยไม่ได้การปรับปรุงโดยความร้อน ( preheat and postheat treatment ) ซึ่งความเสี่ยงของการแตกจะเพิ่มเมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น

การลดปัญหาที่กล่าวข้างต้นทำได้โดยการ preheat ที่อุณหภูมิประมาณ 200-300 องศาเซลเซียส ควบคุมความร้อนที่ให้ ( heat input ) อุณหภูมิระหว่างการเชื่อม ( interpass temperature ) เพื่อช่วยให้การเย็นตัวของรอยเชื่อมสม่ำเสมอ ลดความเค้น ที่เกิด ในรอยเชื่อมและลดความเสี่ยงจาก การแตก ปัญหาอีกประการหนึ่งที่อาจะพบคือการแตกที่เกิดจากผลขอไฮโดรเจน ( hydrogen
embrittlement ) สามรถป้องกันโดยการเลือกกระบวนการเชื่อมที่มีไฮโดรเจนจากฟลักซ์และ อิเลคโทรดที่ใช้ในการเชื่อม โดยทำการ อบอ่อน นอกจากนี้การอบชิ้นงานเชื่อม ( post heat treatment ) ที่อุณหภูมิ 650-750 องศาเซลเซียสหลังจากการเชื่อม จะช่วยให้ ได้รอยเชื่อมจะช่วยให้ได้รอยที่มีคุณภาพดี ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล ลดความเค้นภายในรอยเชื่อมและยังช่วย ไฮโดรเจนที่ละลายอยู่ ภายใน รอยเชื่อม แพร่ออกไปได้อีกด้วย สำหรับชิ้นงานที่มีประมาณคาร์บอนต่ำและบางกว่า 3 มิลลิเมตรสามารถเชื่มได้โดยไม่ต้องทำ preheat แต่ควรเลือกขบวนการเชื่อมที่ มีไฮโดรเจนต่ำ ส่วนชิ้นงานหนากว่าและมีคาร์บอมากกว่า 0.1% จำเป็นต้องทำกระบวน การปรับ ปรุงทางความร้อน ( preheat and post-heat treatment ) เพื่อลดความคันและช่วยให้ ไฮโดรเจนแพร่ออกจากรอยเชื่อม

คลิ้กเพื่อดูวิธีการทำความสะอาดเหล็กกล้าไร้สนิมภายหลังการเชื่อม