سیم جوش استیل 309 خانواده‌ای از مواد مصرفی جوشکاری است که برای اتصال برخی فولادهای زنگ‌نزن و جوشکاری فلزهای غیرهم‌جنس، مانند استیل و فولاد کربنی، به کار می‌رود. رده‌های این خانواده از نظر ترکیب و کاربرد متفاوت‌اند. در بعضی رده‌ها کربن کمتر یا سیلیسیم بیشتر اهمیت دارد و در بعضی دیگر، وجود مولیبدن یا کاربرد در دمای بالا وجه تمایز است. در ادامه، این تفاوت‌ها و ارتباطشان با کاربرد هر رده را بررسی می‌کنیم.
رده، قطر و شکل عرضه از مشخصاتی هستند که هنگام مقایسه قیمت سیم جوش استیل باید در نظر گرفت؛ عنوان «309» به‌تنهایی این جزئیات را مشخص نمی‌کند.
کاربرد سیم جوش کم‌کربن 309L
ER309L نوع کم‌کربن خانواده 309 است. کربن کمتر به کاهش حساسیت فلز جوش به خوردگی بین‌دانه‌ای کمک می‌کند؛ نوعی خوردگی که در مرز دانه‌های فلز رخ می‌دهد. یکی از کاربردهای رایج این رده، اتصال فولاد زنگ‌نزن به فولاد کربنی است. برای مثال، ممکن است یک طرف اتصال استیل 304 و طرف دیگر فولاد کربنی باشد.
هنگام جوشکاری، بخشی از فلز پایه هر دو قطعه ذوب می‌شود و با ماده مصرفی مخلوط می‌شود. به همین دلیل، ترکیب فلز جوش می‌تواند با ترکیب سیم اولیه تفاوت داشته باشد. در مثال بالا، اگر قطعه فولاد کربنی با قطعه دیگری از استیل 304 جایگزین شود، ترکیب فلزهای پایه تغییر می‌کند. بنابراین، کاربرد 309L در اتصال استیل به فولاد کربنی را نمی‌توان به جوشکاری دو قطعه استیل 304 تعمیم داد.
جوشکاری فولادهای مقاوم به حرارت با 309H
برخی سازندگان از نام 309H برای محصولی از خانواده 309 با کربن بالاتر از 309L استفاده می‌کنند. بعضی از این محصولات برای جوشکاری فولادهای مقاوم به حرارت معرفی می‌شوند. منظور از دمای بالا در این کاربرد، دمای کارکرد قطعه در زمان بهره‌برداری است.
نام محصول و طبقه‌بندی درج‌شده در دیتاشیت ممکن است متفاوت باشند. برای نمونه، محصول Thermanit 309 H با طبقه‌بندی ER309 (mod.) معرفی شده است. سازنده در دیتاشیت مشخص می‌کند این سیم برای جوشکاری چه فولادهایی کاربرد دارد. حتی در یک تجهیز حرارتی، جنس و شرایط کار اجزای مختلف می‌تواند متفاوت باشد؛ به همین دلیل، نام 309H به‌تنهایی کاربرد آن را برای همه اجزای تجهیز مشخص نمی‌کند.
تفاوت رده‌های 309Si و 309LSi
309Si و 309LSi دو نوع کروم‌نیکل از خانواده 309 هستند که در برخی اتصال‌های فولاد زنگ‌نزن به فولاد کربنی یا کم‌آلیاژ به کار می‌روند. پسوند Si در هر دو نام به سیلیسیم بیشتر اشاره دارد. تفاوت این دو رده در حد کربن است: 309LSi نسبت به 309Si حد کربن پایین‌تری دارد.
به همین دلیل، عبارت «309 سیلیسیم‌دار» می‌تواند به هر دو رده اشاره کند. حرف L در کد ER309LSi حد کربن پایین‌تر را مشخص می‌کند. در دیتاشیت هم حد تعیین‌شده برای یک رده با مقدار معمول گزارش‌شده برای یک محصول فرق دارد: اولی معیار طبقه‌بندی است و دومی ترکیب معمول همان محصول را توصیف می‌کند.
اثر سیلیسیم بر حوضچه جوش
سیلیسیم بیشتر به روان‌تر شدن حوضچه جوش و پخش بهتر فلز مذاب در لبه‌های اتصال کمک می‌کند. اثر این ویژگی هنگام شکل‌گیری گرده جوش دیده می‌شود؛ فلز مذاب راحت‌تر روی سطح مجاور گسترده می‌شود.
روانی حوضچه رفتار فلز مذاب را هنگام جوشکاری توصیف می‌کند. از روی شکل گرده و نحوه پخش فلز در لبه‌ها به‌تنهایی نمی‌توان درباره مقاومت اتصال در برابر خوردگی یا ترک نتیجه گرفت. جنس فلزهای پایه و شرایط جوشکاری نیز در ارزیابی این موارد اهمیت دارند.
اتصال و روکش‌کاری با 309MoL
309MoL نوع کم‌کربن و حاوی مولیبدن خانواده 309 است. در دیتاشیت برخی سیم‌های جوش توپر، طبقه‌بندی آن به‌صورت ~ER309LMo یا ER309LMo (mod.) درج می‌شود. یکی از کاربردهای این رده، اتصال برخی فولادهای زنگ‌نزن حاوی مولیبدن، مانند 316L، به فولاد کربنی یا کم‌آلیاژ است.
309MoL در برخی عملیات روکش‌کاری روی فولاد کربنی یا کم‌آلیاژ نیز به کار می‌رود. در روکش‌کاری، فلز جوش روی سطح فولاد پایه قرار می‌گیرد تا لایه‌ای روی آن تشکیل دهد. اگر روکش چند لایه داشته باشد، ماده مصرفی هر لایه بر اساس دستورالعمل جوشکاری پروژه تعیین می‌شود.
نقش مولیبدن در ترکیب فلز جوش
وجود مولیبدن، تفاوت اصلی ترکیب 309MoL با 309L است. این تفاوت زمانی اهمیت دارد که ترکیب فلز جوش و مقاومت به خوردگی جزو الزامات پروژه باشند. در روکش‌کاری، بخشی از فولاد پایه با ماده مصرفی لایه اول مخلوط می‌شود. بنابراین، ترکیب روکش نهایی را نمی‌توان فقط از روی ترکیب سیم جوش تعیین کرد.
در دیتاشیت، ترکیب سیم مشخصات ماده مصرفی را نشان می‌دهد، درحالی‌که نتایج آزمون فلز جوش به فلز حاصل از جوشکاری در شرایط آزمون مربوط است. این تفاوت به‌ویژه زمانی اهمیت دارد که برای سطح نهایی روکش، ترکیب معینی در نظر گرفته شده باشد.
جمع‌بندی
نام 309 خانواده سیم جوش را مشخص می‌کند و پسوندها تفاوت میان رده‌ها را نشان می‌دهند. اهمیت این تفاوت‌ها به کاری بستگی دارد که جوش باید انجام دهد: در اتصال استیل به فولاد کربنی، جنس هر دو فلز پایه مهم است؛ در جوشکاری فولادهای مقاوم به حرارت، شرایط کار قطعه اهمیت دارد؛ و در روکش‌کاری، ترکیب لایه‌ای که روی سطح تشکیل می‌شود تعیین‌کننده است. همین تفاوت در هدف و شرایط جوشکاری توضیح می‌دهد چرا رده‌های خانواده 309 کاربرد یکسانی ندارند.
