2205 เป็นสเตนเลสดูเพล็กซ์ (โครเมียมประมาณ 22%, นิกเกิล 5–6%, โมลิบดีนัม 3%, ไนโตรเจน 0.15%) โครงสร้างในอุดมคติคือเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์อย่างละครึ่ง — ครึ่งหนึ่งให้ความแข็งแรงและต้านทานความเค้นกัดกร่อน อีกครึ่งให้ความเหนียวและความสามารถในการเชื่อม การเชื่อมคือการหาสมดุลระหว่างสองสิ่งนี้
ตัดสินด้วยประโยคเดียว
ไม่ต้องอุ่นร้อน ควบคุมความร้อนขาเข้า อุณหภูมิระหว่างชั้นไม่เกิน 150℃ วัสดุเชื่อมต้องเหมาะสม ก๊าซปกป้องเติมไนโตรเจน หากข้อใดข้อหนึ่งในห้าข้อนี้ถูกทำลาย ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยเชื่อมจะต่ำกว่าวัสดุฐานอย่างชัดเจน — แต่ลักษณะภายนอกดูปกติสมบูรณ์
ทำไมความร้อนขาเข้าจึงเป็นหัวใจ
ความร้อนขาเข้า (หน่วย kJ/mm) กำหนดความเร็วการเย็นตัวของรอยเชื่อม ความเร็วการเย็นตัวกำหนดสัดส่วนสองเฟส:
- ความร้อนขาเข้าสูงเกินไป (เย็นช้า): เฟอร์ไรต์มากเกินไป และโครเมียมไนไตรด์ตกตะกอนในเฟอร์ไรต์ ความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวลดลงพร้อมกัน;
- ความร้อนขาเข้าต่ำเกินไป (เย็นเร็วเกินไป): ออสเทนไนต์ก่อตัวไม่ทัน สัดส่วนเฟอร์ไรต์สูงเกินไป ความเหนียวแย่ลง แตกร้าวง่าย;
- ช่วงที่ปฏิบัติได้ทั่วไปคือ 0.5–2.5 kJ/mm (ความหนาแผ่น รูปแบบรอยต่อ เส้นผ่านศูนย์กลางวัสดุเชื่อมล้วนมีผล ต้องกำหนดตาม WPS);
- อุณหภูมิระหว่างชั้น ≤150℃ สูงกว่านี้ให้หยุดพัก — ข้อนี้ถูกละเลยหน้างานบ่อยที่สุด เพราะไม่บันทึกก็มองไม่เห็น
ความร้อนขาเข้า = แรงดัน × กระแส × 60 ÷ ความเร็วเชื่อม (mm/min) ÷ 1000 คำนวณออกมาแล้วเขียนลง WPS ไม่ใช่ "อาศัยความรู้สึก"
วัสดุเชื่อมและก๊าซปกป้อง
- วัสดุเชื่อมใช้ ER2209 (เหมาะกับดูเพล็กซ์) ห้ามใช้วัสดุเชื่อม 316L — ใช้วัสดุเชื่อมออสเทนไนต์จะได้รอยเชื่อมออสเทนไนต์ทั้งหมด ความแข็งแรงและความต้านทานความเค้นกัดกร่อนลดลง;
- ก๊าซปกป้องเติมไนโตรเจน: ที่ใช้ทั่วไปคือ Ar + 2–3% N₂ ไนโตรเจนเป็นธาตุสร้างออสเทนไนต์ ที่อุณหภูมิสูงของการเชื่อมไนโตรเจนจะสูญเสีย หากไม่เติมจะทำให้เฟอร์ไรต์เกินมาตรฐาน;
- การปกป้องด้านหลัง (เติมอาร์กอน) เช่นกันต้องเติมไนโตรเจนหรืออย่างน้อยรับประกันการปกป้องเพียงพอ มิฉะนั้นรากจะออกซิไดซ์เป็นสีดำ
ตรวจสอบปริมาณเฟอร์ไรต์อย่างไร
ใช้เครื่องวัดเฟอร์ไรต์ (Feritscope) วัดจริงที่รอยเชื่อมและบริเวณได้รับความร้อน ช่วงตรวจรับทั่วไปคือ 35–65% (แต่ละโครงการ/มาตรฐานอาจแตกต่าง กำหนดตามข้อกำหนดทางเทคนิค) ข้อควรระวังสามข้อ:
- จุดวัดต้องครอบคลุม กลางรอยเชื่อม แนวหลอมรวม บริเวณได้รับความร้อน สามตำแหน่ง วัดเฉพาะกลางรอยเชื่อมจะพลาดตำแหน่งที่อันตรายที่สุด;
- ค่าที่อ่านจากเครื่องวัดเฟอร์ไรต์เป็นการวัดทางอ้อมด้วยวิธีแม่เหล็ก มีความคลาดเคลื่อนในตัว ต้องวัดหลายครั้งที่ตำแหน่งเดิมแล้วหาค่าเฉลี่ย;
- เมื่อมีข้อโต้แย้งให้ตรวจสอบซ้ำด้วยวิธีโลหะวิทยา (ให้คะแนนตามแผนภูมิมาตรฐาน) ซึ่งน่าเชื่อถือกว่าการใช้เครื่องมือ
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
- การอุ่นร้อน: เหล็กดูเพล็กซ์ไม่ต้องอุ่นร้อน การอุ่นร้อนเท่ากับเพิ่มความร้อนขาเข้า มีแต่จะทำให้เฟอร์ไรต์เกินมาตรฐาน;
- ใช้เครื่องมือเหล็กคาร์บอน แปรงลวดเหล็กคาร์บอนทำความสะอาด — การปนเปื้อนเหล็กจะทำให้รอยเชื่อมเป็นสนิมก่อน;
- ไม่ทำการล้างกรดและพาสซีเวชันหลังเชื่อม: สีออกซิไดซ์ของรอยเชื่อมเหล็กดูเพล็กซ์ต้องขจัดออก มิฉะนั้นฟิล์มพาสซีฟจะกลับคืนไม่ได้;
- เชื่อมหลายชั้นหลายแนวไม่ควบคุมอุณหภูมิระหว่างชั้น ยิ่งเชื่อมยิ่งร้อน แนวท้ายๆ ความร้อนขาเข้าสะสมเกินมาตรฐาน;
- ถือว่า "การอบสารละลายหลังเชื่อม" เป็นขั้นตอนปกติ: การอบสารละลายทั้งชิ้นใช้เฉพาะกรณีที่ต้องการสูงมาก ปกติแก้ไขด้วยการควบคุมความร้อนขาเข้า
หากต้องการทำโครงการเหล็กดูเพล็กซ์ บอกความหนาแผ่น รูปแบบรอยต่อ และมาตรฐานที่ใช้กับเรา เราสามารถจัดหาวัสดุเชื่อมที่เหมาะสมและชิ้นทดสอบตาม WPS ของคุณ พร้อมใบรับรองวัสดุตามล็อต — ต้นทุนของเหล็กดูเพล็กซ์ไม่ได้อยู่ที่ราคาเหล็ก แต่อยู่ที่การซ่อมครั้งเดียว
