เหล็กผสมนิกเกิล

มองแล้วรู้

เหล็กที่เติมนิกเกิลเพื่อให้เหนียวที่อุณหภูมิต่ำ ใช้ในถังและท่อของก๊าซเหลว ยิ่งนิกเกิลสูง ยิ่งใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำลง เหล็ก 9 % นิกเกิลใช้ได้ถึงอุณหภูมิของก๊าซธรรมชาติเหลว

เหตุผลเดียวที่เลือกเหล็กกลุ่มนี้คือความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ เงื่อนไขการเชื่อมทุกข้อจึงมีเป้าหมายรักษาความเหนียวของ HAZ และเนื้อเชื่อม

กลุ่มย่อยแบ่งตามนิกเกิล เหล็ก 3.5 % และ 5 % นิกเกิลอยู่ในกลุ่มย่อย 9.2 เหล็ก 9 % นิกเกิลอยู่ในกลุ่มย่อย 9.3

9.1 Ni ไม่เกิน 3.0 % เช่น 11MnNi5-3 และ 15NiMn6

9.2 Ni เกิน 3.0 ถึง 8.0 % เช่น 12Ni14 (เหล็ก 3.5Ni) และ X12Ni5 (เหล็ก 5Ni)

9.3 Ni เกิน 8.0 ถึง 10.0 % เช่น X8Ni9 (เหล็ก 9Ni)

ความเสี่ยงหลัก

• ความเหนียวของ HAZ ลดลง เมื่อ heat input หรือ interpass สูงเกิน
• ร้าวจากไฮโดรเจน เมื่อใช้ลวดส่วนผสมใกล้เคียงโลหะชิ้นงาน
• ร้าวขณะแข็งตัว เพราะนิกเกิลสูงเพิ่มความไว

อ่านแล้วเข้าใจ

อะไรกำหนดพฤติกรรมตอนเชื่อม

เหล็กกลุ่มนี้มีทางเลือกของลวดสองทางที่ให้เงื่อนไขต่างกันมาก ทางแรกคือลวดส่วนผสมใกล้เคียงโลหะชิ้นงาน ซึ่งเนื้อเชื่อมชุบแข็งได้และต้อง preheat ทางที่สองคือลวดฐานนิกเกิล ซึ่งเนื้อเชื่อมเป็นออสเทนนิติก ละลายไฮโดรเจนได้ดี และมีความเค้นภายในต่ำกว่า

มาตรฐานระบุว่าเหล็ก 5 ถึง 9 % นิกเกิลมักเชื่อมด้วยลวดฐานนิกเกิล และโดยปกติไม่ต้อง preheat จนถึงความหนา 50 mm

ตารางของมาตรฐาน

สำหรับเหล็ก 3.5 % นิกเกิลหนาเกิน 10 mm ที่เชื่อมด้วยลวดส่วนผสมตรงกัน ตารางให้ค่า preheat และ interpass ต่ำสุด 100 °C เมื่อใช้ลวดระดับ D และ 150 °C เมื่อใช้ลวดระดับ C

สำหรับเหล็ก 5 ถึง 9 % นิกเกิลหนาเกิน 10 mm ค่า 100 °C ในตารางใช้กับกรณีลวดส่วนผสมใกล้เคียงหรือการเชื่อมไม่เติมลวดเท่านั้น และใช้ได้กับลวดระดับ D อย่างเดียว โดย interpass สูงสุด 250 °C

ตัวแปรที่ WPS ต้องคุม

นิกเกิลกับรอยร้าวขณะแข็งตัว

สูตรประเมินความไวต่อรอยร้าวขณะแข็งตัวของมาตรฐานใช้ได้เมื่อนิกเกิลในเนื้อเชื่อมไม่เกิน 1 % และมาตรฐานระบุว่านิกเกิลที่สูงกว่านั้นเพิ่มความไว เนื้อเชื่อมของเหล็กกลุ่มนี้จึงอยู่นอกช่วงของสูตร การคุมต้องทำผ่านรูปทรงของแนว คืออัตราส่วนความลึกต่อความกว้าง และความสะอาดของรอยต่อ

คิดต่อ

ถ้าเจอปัญหา ให้สงสัยระบบ

• WPS ไม่ได้แยกเงื่อนไขตามชนิดลวด ช่างจึงใช้ค่า preheat เดียวกับลวดทั้งสองแบบ
• การทดสอบความเหนียวของขั้นตอนการเชื่อมทำที่ heat input ต่ำกว่าที่ใช้ผลิตจริง
• ไม่มีขีดจำกัด interpass สูงสุดในงานชิ้นเล็กที่ร้อนสะสมเร็ว

โยงไป Defect Atlas

คำถามท้ายหน้า

• ทำไมการเปลี่ยนจากลวดส่วนผสมใกล้เคียงเป็นลวดฐานนิกเกิลจึงลดความต้องการ preheat ได้ ทั้งที่โลหะชิ้นงานไม่เปลี่ยน
• การทดสอบขั้นตอนการเชื่อมผ่านที่ heat input 1.0 kJ/mm ฝ่ายผลิตขอเพิ่มเป็น 2.0 kJ/mm เพื่อเร่งงาน สมบัติใดของเหล็กกลุ่มนี้ที่ต้องพิสูจน์ใหม่