آشنایی با فولاد ضد زنگ

دانلود فایل

فولاد ضدزنگ به طور وسیع در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرد. این فولاد استحکام بالایی داشته و سهولت زیادی درجوشکاری را برای شماایجاد می‌کند

به‌طورکلی فولادهای ضدزنگ فلزاتی هستند که امروزه به طور وسيعی از آنها در صنعت استفاده می‌گردد

اين دسته از فولادها دارای استحکام بالا، چکش خواری، مقاومت به خوردگی خوب و در نتيجه قابليت اطمينان بيشتری هستند به‌علاوه مزيت شاخص  اين نوع فولادها در سهولت جوشکاری در مقايسه با چدن‌ها يا حتی آلياژهای آلومینیم (دور آلومین) دارند است .

در مجموع از اين نوع فولاد در طراحی و ساخت بيشتر استفاده می‌شود و چون ما در بيشتر موارد نياز به آن داريم که اتصالات و قطعات را از طريق جوشکاری بسازيم لذا بررسی مسائل و مشکلات و نحوه جوشکاری این‌گونه فولادها يکی از مهم‌ترین نکاتی است که در توليد بايد در نظر گرفته بگیریم.

فولاد ضد زنگ
 

مطالب و مباحث اين مقاله عمدتاً به بررسی و نحوه جوشکاری فولادهای ضدزنگ آستنيتی می‌پردازد. .با استیل رضا همراه باشید

متالوژی فولاد ضدزنگ

مکانيزم انجماد:

وقتی آهن به‌صورت مذاب در می‌ايد و دما کاهش داده می‌شود و زمان می‌دهيم تا به حالت انجماد در آيد ،اتم ها ابتدا در حال حرکت هستند و آنقدر به حرکت خود ادامه میدهند تا در حين کاهش دما انرژی آنان کاهش يافته و اولين اتمی که به کمترين مقدار انرژی خود رسيده با برخورد با اتم های ديگر يک کريستال تشکيل می‌دهند و از مجموع اين کريستال‌ها دانه (Grain) به وجود میايد.

دانه‌ها طبق ترتيب خاصی شکل می‌گیرند تا اينکه کل انجماد را به وجود آورند.

شبکه کريستالی آهن به دو صورت b.c.c (اتم در مرکز) و شبکه F.c.c (اتم در وجوه مکعب) است، وقتی که آهن را حرارت می‌دهیم در دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد از شبکه کريستالی b.c.c  به شبکه F.c.c تغيير می‌یابد که اين باعث تغييرات فيزيکی و ديگر خواص عملياتی حرارتی می‌گردد.

ارتباط شبکه کريستالی و خصوصيات مکانيکی

از آنجایی‌که ساختمان کليه فلزات در حقيقت از ترکيب تعداد زيادی از تک کریستال‌ها تشکيل شده است، اين وضعیت‌ها نوع شبکه کريستالی (شبکه فضائی) که اتم‌ها شکل می‌گیرند تعیین‌کننده استحکام (مقاومت) و چغرمگی  (toughness )و در نتيجه خصوصيات عمومی فلز خواهد بود.

شبکه کريستالی آهن و بسياری از فلزات ديگر نظير کرم، واناديم، تنگستن استحکام خوب و چغرمگی بسيار زيادی دارند و اين شبکه به‌صورت b.c.c است. 

 فلزات ديگری مانند نيکل، طلا، فولادهای ضدزنگ با پايه نيکلی و بسياری از فلزات ديگر، ساختمانF.c.c  دارند که اين شبکه کريستالی دارای چکش خواری زياد بوده و به همين دليل استحکام خوبی دارند.

ديگر شبکه کريستالی b.c.t (تتراگونال) است که شبيه ساختمان b.c.c بوده با اين تفاوت که بدنه مکعبی شکل b.c.c در يکی از جهات کمی کشیده‌تر (طویل‌تر) است.

وقتی آهن از ساختمان F.c.c به شبکه b.c.c تغيير می‌یابد اگر سرعت سرد شدن زياد باشد مقداری از کربن در بين اتم‌های آن ساختار محبوس می‌شود که به آن (b.c.t) می‌گویيم که اين شبکه فولادهای سخت شده دارند و سختی آنان نيز به دليل وجود فاز مارتنزيت (martensite) است.

برای آشنايی بيشتر با ساختارهای میکروسکوپی فولاد لازم است باتوجه‌به شناخت دياگرام آهن - کربن آنها را بشناسيم:

الف: فريت FERRITE. :

دو نوع فريت داريم که توسط يک سطح آستينتی هم جدا شده‌اند، فريت بالايی را فريت و فريت پائينی را آلفا فريت گويند.

ب): سمنتيت

  Fe3c (CEMENTITE) هرگاه مقدار کربن از حدود ۲۵.۵ درصد بيشتر شود مابقی کربن به‌صورت ترکيب در آلياژ ظاهر می‌شود.

ساختمان کريستالی آن ارترومبيک و درصد کربن آن ۶.۶۷ درضد و نقطه ذوب۱۵۵۰oc و سختی بيش از ۷۰۰ برينل و با شکل‌پذیری کم است. بنابراين هرگاه سمنتيت در آلياژی وجود داشته باشد آن را سخت و شکننده می‌کند. (در فولادها قسمت‌های سفیدرنگ نشانه وجود سمنتيت است).

ج) آستنيت (Austenite)

به آهن که کربن آن حل شده باشد، استنيت گويند که حداکثر 1.7 درصد کربن را در دمای oc 115 در خود حل می‌کند.

قدرت حلاليت کربن در ساختمان آهن،  قابليت عمليات حرارتی فولاد را مشخص می‌کند، هنگامی‌که ۱۸ درصد روم و ۸ درصد نيکل به فولاد اضافه می‌کنیم (نوع غير مغناطيسي) فاز آستنيت در درجه حرارت محيط پايدار خواهد ماند و بدين ترتيب فولادهای ضدزنگ آستينی به وجود خواهد آمد.

د) پيرليت (Pearlite ) :

  • قسمت عمده آن از لایه‌های متناوب فريت و سمنتيت تشکيل شده است.

اين ساختار هنگامی به وجود می‌آید که فولاد آستيني با ۸.۰ درصد کربن را با آرامی سود کنيم، کربن حل شده در ساختمان f.c.c به شکلی غير از Fe3c رسوب می‌کند و در آهن باقی می‌ماند.

ه) مارتنزيت (Martensite) :

وقتی آستنيت را زير دمای ۷۲۰ درجه سانتیگراد با آرامی سرد می‌کنیم ساختاری که به دست خواهد آمد پيرليت است؛ اما وقتی سرعت سرد شدن زياد باشد (مثلاً ((وقتی که فولاد را در آب سریعاً)) سرد می‌کنیم) ساختار بسيار سختی است که از آستنيت به دست می‌آید مارتنزيت ناميده می‌شود که شبکه اتمی آن به‌صورت b.c.t خواهد بود.

مارتنزيت ساختاری ناپايدار دارد و اگر دوباره آنرا حرارت دهيم به فريت و سمنتيت تجزيه خواهد شد.

هنگام تشکيل مارتنزيت حجم آن می‌شود که اين انبساط به مقدار  درصد کربن بستگی دارد.

   شناخت فولادهای ضدزنگ آستنيتي (سری ۳۰۰)

با افزودن ۸ درصد نيکل و ۱۸ درصد کرم به فولاد، فولادی خواهيم داشت با ساختمان آستنيتی که خاصيت ضدزنگ دارد.

با اضافه‌کردن ديگر عناصر آلياژی با درصدهای مختلف به اين ترکيب (Cr ۱۸% Ni,۸% )  گروه خاصی را تشکيل می‌دهند که به سری‌های ۳۰۰ نمايش می‌دهند (مثلاً ۳۰۲و ۳۰۱و ...)

با افزايش مقدار نيکل وسعت ناحيه آستنيتی افزايش می‌یابد و در درجه حرارت محيط فقط آستيت و سمنتيت باتوجه‌به درصد کربن وجود خواهند داشت.

آستنيت دارای چغرمگی ذاتی و همراه با تغيير طول بسيار خوب است و در درجه حرارت‌های زير صفر خاصيت ضربه‌پذیری بالايی دارد.

جهت کاربرد خواص خوردگی بايد مقدار کربن را تا ۰.۰۸ درصد کنترل کنيم (نوع ۳۰۴و۳۱۶) اما به‌خاطر مشکلات جوشکاری لازم است که درصد کربن پائين باشد که حداکثر تا ۰.۰۳ درصد کربن اضافه می‌شود (نوع L ۳۰۴،L ۳۱۶).

 
 

اضافه کردن عناصر پايدار کننده تيتانيم (Ti) يا کلمبيم (Cb) از تشکيل کاربيد کرم در حين جوشکاری جلوگيری می‌کند زيرا در اين حالت تيتانيم و کلمبيم با کربن موجود ترکيب و باعث خواهد شد کرم درمحلول باقی بماند و در نتيجه مقاومت به خوردگی را بالا می‌برد.

اگر مقدار کربن را افزايش دهيم مقاومت در درجه حرارت های بالا افزايش میيابد.
فولادهای ضد زنگ آستينتی را نمی‌توان با سريع سرد کردن در هوا سخت نمود زيرا نيکل باعث پايداری آستنيت در درجه حرارت محيط و پائين‌تر از آن می‌شود
در درجه حرارت بين (۴۳۰-۸۷۰) کرم و کربن با هم ترکيب شده و در مرز  دانه‌ها کاربيد کرم رسوب خواهد کرد. کمبود کرم در ناحيه مجاور مرز دانه‌های محلول باعث می‌شود تا لايه اکسيدی محافظ فولاد ناکافی باشد و آسيب پذيری فولاد ضد زنگ را در محيط خورنده زياد کند
وقتی ناحيه مجاور جوش به دمای  (۴۳۰-۸۷۰)  برسد با مساله حساسيت در برابر ترک گرم روبرو هستيم، که از جوش يک لوله فولاد ضد زنگ آستنيتی انتخاب شده است بيانگر تفاوت توزيع کرم روی يک سطح حساس به ترک گرم و غير حساس می‌باشد
چون کربن عامل اصلی تشکيل کاربيد کرم می‌باشد، بنابراين يکی از راه‌های جلوگيری از تشکيل کاربيد کرم کنترل مقدار (در صد) کربن است، يکی از راه‌حل‌ها کم کردن مقدار کربن است
روش دوم از يک تکنيک جوشکاری استفاده کنيم که سرعت سرد شدن سريع آن زیاد باشد تا بدين ترتيب زمان کافی جهت تشکيل کاربيدها نداشته باشد و در نتيجه مشکل حساسيت به ترک گرم را در این مرحله  نخواهيم داشت
متاسفانه ظاهر جوش حساس در مقابل ترک گرم دقيقا مانند جوش سالم است و اگر جوشکار آشنايی کافی با ظاهر متالوژيکی فولاد ضد زنگ نداشته باشد، قطعا نمی‌توان يک جوش با کيفيت بالا ايجاد کند، اما با استفاده از مواد (فلزاتی) که کربن کمتری دارند می‌توان خطر به وجود آمدن اين عيب را به حداقل رسانيد
همچنين برای اينکه بتوان مقدار کربن فلز اصلی را به حداقل رسانيد از آلياژهايی استفاده کنيم که دارای کلمبيم (cb) يا تيتانيم (Ti) باشند، زيرا هر دوی اين عناصر ميل ترکيب زيادی با کربن دارند و از تشکيل کاربيد کرم جلوگيری می‌کنند و در اين صورت مساله کمبود کرم نخواهيم داشت، اين نوع آلياژها با شماره سری ۳۲۱ مشخص می‌شوند و عنصر تيتانيم (Ti) چون نمی‌تواند به خوبی در طول قوس انتقال پيدا کند لذا بيشتر از آلياژی استفاده می‌کنيم که (علاوه بر عناصر اصلی) فقط کلمبيم (cb) داشته باشد
راه حل سوم برای جلوگيری از حساسيت به ترک گرم، عمليات حرارتی (سرد کردن) در پايان جوشکار است، در دمای (۱۱۰۰- ۱۰۴۰ درجه سانتی گراد) کاربيدها می‌توانند در حين جوشکاری حل شوند و اگر بتوانيم آن را سريعا در داخل  آب سرد کنيم اين عيب اتفاق نمی‌افتد
 
اثر جوشکاری بر دانه بندی مولکولی استنلس استیل
 

ح)نقش فريت در ايجاد ترک‌ها در جوش

بعضی مواقع در اتصال جوش در نواحی حرارت ديده ترک‌هایی به طور اتفاقی رخ می‌دهد که اغلب اين ترک ها ريز بوده و ديده نمی‌شوند چون به صورت ترک‌هايی با شکاف (دهانه) بسته مي‌باشند و طول آنها نيز از" کمتر است" که به طور اتفاقی در طول جوش توزيع شده‌اند و به اين‌ها ترک ريز می‌گويند.
علت اينکه چرا اتصال جوش به اين نوع ترک‌ها تمايل پيدا مي‌کنند تا مدت‌ها نامشخص بود (تا حدود چهل سال قبل) اما در سال ۱۹۸۰  مشخص شد اگر يک مقدار فريت ۲-۳٪‌ در محلول باشد جوش ايجاد شده سالم بوده و عاری از هر گونه ترک یا ترک‌های ريز است.
مکانيزم ايجاد اين گونه ترک‌ها بدين صورت است که چون نقطه ذوب فريت (۱۲۰۰-۱۱۰۰) پائين‌تر از آستنيت (۱۴۵۵-۱۴۲۵) می‌باشد، اين اختلاف دما (۳۱۵-۲۶۰) در نقطه ذوب است که باعث می‌شود در حين سرد شدن، انقباض حاصله و تنش‌های کششی همراه با لايه‌های ضعيف فريت اين ترک‌های ريز به‌وجود آیند. با کاهش مقدار فريت (تا حدود ۲-۳ درصد) می‌توان از وقوع چنين ترک‌هایی جلوگيری کرد .  
وقتی که فريت موجود در جوش کم باشد، باعث افزايش سطح تماس مرز دانه‌ها می‌گردد و تمرکز ناخالصی‌ها در مرز دانه را کاهش می‌دهد و از حل شدن مقدار نسبتا زيادی از ترکيبات مضر فسفری و سولفوری که به تجمع ناخالصی‌ها کمک می‌کنند جلوگيری می‌کند در غير اينصورت افزايش ذرات ناخالصی در بين مرزدانه‌ها (در حالتی که فريت در جوش زياد باشد) باعث ضعف در آن نقاط خواهد شد و چون ساختار آستنيت قوی‌تر است هنگام منقبض شدن در نواحی ضعيف شدن ترک‌هايی رخ می‌دهد.
با استفاده از دياگرام‌های مخصوص می‌توان درصد (مقدار) فريت موجود در محلول و همچنين تاثير عناصر آلياژی روی مقدار فريت و ساختار بدست آمده را پيش بينی کرد

 فاز سيگما

 اين فاز که تشکيل آن به علت فريت بيش از حد می‌باشد باعث تاثيرات سوء روی جوش می‌گردد، فاز در درجه حرارت (۸۷۰-۵۴۰ درجه سانتیگراد) شکل می‌گيرد و می‌توان با حرارت دادن به آن در دمای حدود ۱۱۵۵ درجه سانتیگراد اين فاز را دوباره حل نموده و سپس با سريع سرد کردن از ايجاد فاز سيگما جلوگيری کرد
فازسيگما در دمای ۷۳ درجه سانتیگراد به سرعت شکل می‌گرد اما در درجه حرارت‌های پايين‌تر به زمان بيشتری نياز دارد، در جوش‌هايی که دما به حدود (۹۳۰-۵۹۰ درجه سانتیگراد) می‌رسد و همچنين در مواردی که عمليات حرارتی و تنش زدايی روی جوش صورت می‌گيرد. اين فاز نيز می‌تواند تشکيل شود و باعث کاهش داکتيليته گردد، در اين حالت فاز سيگمايی در جايی رخ داده که ترکيب ۴۵٪ کروم و ۵۵٪ آهن داريم. با تغيير دادن آناليز مواد مصرفی مقدار اين فاز و درجه حرارت شروع شکل گيری آن را می‌توان تغيير داد، موليبدنيم و کلبيم سرعت واکنش فاز را زياد می‌کنند و نيکل باعث می‌شود که تشکيل اين فاز در درجه حرارت بالاتری انجام شود
آهن مقدار زيادی از کروم را در خود حل می‌کند و چون در فريت جوش‌های آستينی معمولا مقدار کافی کروم وجود دارد که برعکس فاز سيگما نفوذ کمی (در محلول جامد) دارند بنابراين پس از انجماد می‌توان با دوباره حرارت دادن تا دمای ۱۵۱۵ درجه سانتیگراد را دوباره حل کرده و با سريع سرد کردن از تشکيل آن جلوگيری کنيم
انتخاب الکترود برای جوشکاری فولادهای ضد زنگ آستنيت در جوشکاری فولادهای معمولی ميتوان از الکترودهايی که از لحاظ ترکيب و آناليز با فلز اصلی فرق می‌کند استفاده کرد تا يک جوش مقاوم را بوجود آوريم
الکترودهای مناسب برای جوشکاری هريک از انواع فولادهای آستنيتی را بيان می‌کند
استحکام ذاتی و چغرمگی جوش‌های آستنيتی باعث می‌شود که بتوانيم آنان را به فولادهای معمولی جوش دهيم که اغلب برای اين منظور از نوع ۳۱۲ با ۰۵.۰ ٪‌ موليبدنيم (جهت کنترل رقت) استفاده می‌گردد
نوع ۳۰۹ به علت گرانقيمت بودن پيشنهاد نمی‌شود و از نوع ۳۰۸ برای جوشکاری فولادهای منگنزدار (HAD FILD) استفاده می‌کنند، بايد توجه داشت که اين نوع برای جوشکاری فلزات غير همجنس توصيه نمی‌شود باستثناء فولادهای آستنيتی منگنزدار و در مواردی که جوش تحت تاثير تنش‌های جزئی قرار بگيرد.
اگر از الکترود ۳۰۸ (۱۸% کروم و ۸% نيکل) برای جوشکاری فولاد کم کربن استفاده کنيم، به دليل رقت پايين و داکتيله جوش کم و ساختار جوش مارتنزيتی خواهد شد

به طور کلي اگر از نوع ۳۱۲ و ۳۰۹ استفاده کنيم چون اين دو نوع الکترود مقدار کروم و نيکل کافی دارند حالت آستنيتی حفظ می‌گردد و در نتيجه جوش مقاوم و داکتيل ايجاد می‌کنند

انتخاب الکترود برای اتصال فولادهاي ضد زنگ آستنيتی به فلزات غير همجنس (فولاد معمولی)
دياگرام شفلر برای ما پيش بينی می‌کند که با توجه به آناليز فلز پايه، جوش چه نوع ساختاری ايجاد می‌کند

طريقه استفاده از دياگرام شفلر در اين رابطه را با ذکر يک مثال توضيح می‌دهيم:

برای تشخيص ساختار جوش در کدام قسمت از ناحيه فازی باید بدين صورت عمل می‌کنيم که ابتدا با توجه به آناليز (ترکيب) فولاد معمولی و فولاد ۳۰، مقدار برابری نيکل (Ni.eq) و برابری کروم(Cr.eq) را بدست آورد و محل هر دو را روی دياگرام توسط دو نقطه مشخص می‌کنيم، سپس اين دو نقطه را به کمک يک پاره خط به هم وصل می‌کنيم، در اين حالت فرض می‌کنيم که مقدار نفوذ به دو طرف يکسان است و در وسط اين خط يک نقطه ديگری به نام Mid point در نظر می‌گيريم
با بررسی نتايج فوق، الکترود نوع ۳۱۲ به عنوان اولين (مناسبترين) انتخاب و نوع ۳۰۹ را به عنوان دومين انتخاب برای انجام اين جوشکاری خواهد بود

جوشکاری فولاد ضد زنگ آستنيتی

برای ايجاد يک جوش مطلوب در این گونه فولادها به چهار عامل بايد توجه داشت:

۱. نوع و جنس فلز پايه که بوسيله طرح ارائه می‌شود (مثلا" نوع  ۳۰۴،۳۰۹و ....)

پوشش سطح فلز از لحاظ شیمیایی

رقت و نفوذ فلز پر کننده (سيم جوش) به داخل فلز پايه که با توجه به نوع پروسه جوشکاری و توسط سازنده مشخص می‌شود.
انتخاب الکترود که با توجه به ميزان رقت، بوسيله محاسبات خاصی انجام می‌شود.

رقت:

رقت فاکتور مهمی است که به کمک تغيير آن می‌توانيم عمليات جوشکاری را به شرايط مطلوب نزديک کنيم و يک جوش با پيوستگی خوب و سالم ايجاد کنيم، به عنوان مثال اگر يک قطعه با ترکيب ۱۸٪ کروم و ۸٪ نيکل و مقدار کربن حدود ۰.۸۰ (فولاد آستنيتي نوع ۳۰۴) را بخواهيم جوشکاری کنيم بايد از الکترودی استفاده کنيم که مقدار کروم و نيکل آن از فلز پايه بيشتر و کربن آن کمتر باشد، اين انتخاب را می‌توان به کمک فاکتور رقت فلز پايه تعيين کرد. عناصر آلياژی تاثير زيادی روی رقت نمی‌گذارند اما کربن به مقدار زيادی رقت را افزايش می‌دهد که باري جبران اين بايد پاس هاس جوش اضافي بدهيم که از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست و رقت بايد طوري تنظيم شود تا تعداد پاسهاي جوشکاري به حداقل برسد.

بررسی پارامترهای موثر روی رقت:

با در نظر گرفتن اينکه جوش به روش اتوماتيک انجام شده باشد، عوامل مختلفی که روی فاکتور رقت تاثير دارند مورد تحليل و بررسی قرار می‌گيرند:
الف) کاهش آمپر:
با کاهش آمپر (جريان) حرارت ورودی به قطعه کار کاهش يافته و مقدار نفوذ نيز کمتر خواهد شد که در نتيجه سطح B کاهش يافته و رقت کمتر خواهد شد که اين از لحاظ اقتصادی مقداری از هزينه را جبران می‌کند زيرا به تعداد پاسهای کمتری نياز داريم
در جوشکاری با الکترود دستی افزايش بيش از حد جريان باعث بزرگ شدن گروه جوش (dig) خواهد شد و برای کاهش رقت از قطب معکوس استفاده می‌کنيم.
ب) تاثير کاهش ولتاژ:
انرژی حرارتی ايجاد شده توسط اعمال جريان و ولتاژ اثر مستقيمی روی ميزان رقت دارد و هر گاه جريان ثابت باشد و ولتاژ تغيير کند، مقدار رقت نيز تغيير می‌کند.از آنجایی‌که جريان و سرعت تغذيه سيم جوش روی مقدار فلز اضافه شده با سطح A اثر مستقيم دارد، ولتاژ بالاتر باعث ايجاد حرارت بيشتر و در نتيجه ذوب بيشتر فلز پايه و افزايش رقت خواهد شد که اين مسئله در پروسه جوشکاری زير پودری مفيد خواهد بود زيرا استفاده از فلاکس‌های پودری و مقدار رسوب زياد در اين پروسه ممکن است نفوذ زيادی ايجاد نکند که با کنترل ولتاژ می‌توان نفوذ را در اين فرايند بهبود بخشيد.
همچنين در جوشکاری با گاز محافظ، افزايش ولتاژ باعث می‌شود تا مقدار حرارتی را که در اثر تشعشع از بين می‌رود جبران شود و طول قوس در اين حالت افزايش می‌يابد.
ج) تاثير استفاده از قطب مثبت:
اگر قطب مثبت دستگاه جوشکاری را به الکترود متصل نماييم (REVERSE POlARITY) نفوذ جوش بيشتر می‌شود ، در نتيجه رقت افزايش می‌يابد و اگر قطب منفی دستگاه را به الکترود متصل کنيم (STRAIGHT POLARITY) نفوذ کمتر است و بوسيله آن می‌توانيم جوش بهتری ايجاد کنيم.
د) تاثير ميزان تغذيه سيم جوش:
در پروسه جوشکاری  MIG  هرگاه فاصله بين نازل وقوس الکتريکی (Stick- out) بيشتر شود انرژی بيشتری صرف پيش گرم شدن سيم جوش می‌شود و باعث افزايش مقدار رسوب جوش خواهد شد در نتيجه نفوذ کمتر خواهد شد و باعث کاهش رقت می‌گردد.
ديگر عواملی که روی رقت جوش اثر می‌گذارند عبارتند از:
۱. کاربرد فيلتر متال اضافی باعث کاهش رقت خواهد شد (درجوشکاری TIG ).
۲. سرعت بيشتر در جوشکاری رقت را افزايش می‌دهد.
۳. هرچه زاويه الکترود با سطح افقی کمتر باشد مقدار رقت کمتر و بالعکس هرچه مقدار اين زاويه بيشتر باشد رقت نيز افزايش میيابد.
بررسی روشهای انتخاب الکترود:
۱. روش تقريبي
اولين قدم برای انتخاب الکترود جوشکاری فولادهای ضد زنگ آستنيتی محاسبه دقيق درصد رقت می‌باشد. برای اين کار ابتدا روی يک ورق به طور آزمايشی با يک الکترودی که شامل آلياژهايی باشد که در جوش مورد نياز است جوش می‌دهيم.
در مرحله بعد به کمک دياگرام شفلر و با توجه به درصد رقت محاسبه شده می‌توان نوع الکترود مناسب يک جوش را حدس زد.
لازم به تذکر است چونکه در پروسه‌های مختلف جوشکاری يک سری عناصر آلياژی در حين جوشکاری اکسيد می‌شوند. (burn out) و يا برعکس ممکن است به گروه جوش اضافه شوند (Pick up) بايد در انتخاب الکترود آن تمام عوامل را مد نظر داشت.
ب) روش محاسباتی دقيق:
اگر بخواهيم گروه جوش ما ترکيبي از لحاظ شيميايی دقيق داشته باشد و بتوانيم الکترودهای استاندارد را مورد استفاده قرار دهيم بايد آزمايش و محاسبات دقيق را با فرمول انجام دهيم، همچنين بايد ا ثر اکسيد شدن عناصر آلياژی که در حين پروسه خاص جوشکاری رخ می‌دهد (burn out) و يا عناصری که ممکن است با بکار گيری پروسه خاصی به صورت اضافی وارد گروه جوش شوند (Pick up) را در نظر داشت.
طرح به کمک دياگرام شفلر بايد ترکيبی را انتخاب کند که در آن مقدار فريت در حدی باشد که از ترک گرم جلوگيری کند، حال به کمک رسم خطوطی از مربع A  به مربع B و امتداد دادن آن خطوط ترکيب الکترودی که بايد انتخاب شود تا گروه جوش مورد نظر را ايجاد کند مشخص می‌گردد. 
بررسی فرايندهای جوشکاری در فولادهای ضد زنگ آستنيتی:
اينگونه فولادها را به طور کلی بسته به کيفيت مورد نظر و اينکه از لحاظ اقتصادی محصول تمام شده چه قيمتی داشته باشد با اغلب پروسه‌های جوشکاری قابل جوش دادن هستند.
اگر تيراژ ساخت بالا باشد (توليد انبوه) بايد از روش اتوماتيک استفاده کنيم و در جايی که جوشکاری قطعات مشکل باشد مهارت بيشتر مورد نياز است و در قطعات ضخيم مجبور هستيم تا چندين پاس جوشکاری کنيم، بنابراين برای انتخاب نوع پروسه جوشکاری بايد کليه عوامل و محدوديت‌ها در نظر گرفته شود.
 جوشکاری اکسی استيلن:
همانطور که می‌دانيم در اين روش از مخلوط گاز استيلن و اکسيژن به عنوان منبع حرارتی و همچنين برای محافظت در مقابل اتمسفر هوا استفاده می‌گردد.
شعله خنثی توليد گاز Co و H می‌کند که در مجاورت اکسيژن هوا در بيرون از نازل (مشعل) ايجاد حرارت می‌کند و اين بيشتر برای فولادهای معمولی استفاده می‌گردد که در اين حالت اکسيژن و کربن با اتمسفر هوا در حال تعادل است.
اما به طور کلی جوش اکسی استيلن در جوشکاری فولادهای ضد زنگ به دلايل زير کمتر مورد استفاده قرار می‌گيرد:
شعله اکسيدی يک لايه اکسيد روی سطح جوش و قطعه کار ايجاد می‌کند که برای بر طرف کردن آن مجبوريم از فلاکس استفاده کنيم و در برخی موارد برطرف کردن اين لايه اکسيدی بسيار مشکل است.
راندمان حرارتی کم جوش اکسی استيلن: زيرا فقط يک مقدار از کل حرارت ايجاد شده صرف ذوب فلز می‌شود و بقيه هدر می‌رود. حرارت سطح زيادی از قطعه را تحت تاثير قرار می‌دهد و باعث تغيير شکل در فلز پايه می‌گردد و می‌تواند روی مقاومت به خوردگی فلاد ضد زنگ آستنيتی اثر سوء داشته باشد.
خطر کربوريزه شدن سطح کار: اين مسئله باعث کاهش مقاومت به خوردگی لايه‌های سطحی قطعه کار در فولادهای آستنيتی که کربن کمتری دارند خواهد شد.
 جوشکاری با الکترود دستی: در اين روش از يک الکترود مصرفی که هسته فلزی و پوشش غير فلزی دارد استفاده می‌شود که هرکدام از اين دو وظايف ويژه‌ای دارند.
پوشش الکترود علاوه بر اينکه سرباره کافی برای حفاظت از گروه جوش ايجاد می‌کند، همچنين از نفوذ هوا به داخل گاز يونيزه شده قوس جلوگيری کرده و باعث پايداری قوس می‌شود.
در اين پروسه از الکترودهای سلولزی برای فولادهای ضد زنگ استفاده نمی‌شود بلکه بيشتر در ترکيبات قليايي کربنات‌ها را به کار می‌برند، اين ترکيبات به راحتی در طبيعت يافت می‌شوند و در پوشش الکترودهای فولاد ضد زنگ بکار می‌روند که وظيفه جلوگيری از اکسيد شدن مذاب را بعهده دارند، اما اين حفاظت کاملا موثر نيست و برخی از عناصر مذاب الکترود پوششی اکسيده خواهند شد که قسمتی از اين ضعف به دليل نفوذ هوا به داخل گاز يونيزه شده قوس است و همچنين می‌تواند در نتيجه واکنش بين ترکيبات هسته و پوشش الکترود باشد. 
اين عيب در جوشکاری فولادهای ضد زنگ آستنيتی که به روش قوس دستی، انجام می‌شود. به دليل استفاده از الکترودهايی که عناصر آلياژی در پوشش الکترود بکار می‌رود رخ می‌دهد. در صورتی‌که الکترودهايی که در پوشش آنها از سيليکات کمتری استفاده شده است، اکسيده شدن جوش در معرض هوا ديده نمی‌شود، بنابراين افزايش درصد عنصر سيليکات در فلز اثر نامطلوبی دارد.
از ديگر عيوب اين پروسه اين است که عناصر خاص با نقطه جوش نسبتا پايين در قوس الکتريکی (وقتی که قوس آرام باشد) می‌تواند به بخار تبديل شود که اين باعث پايين آمدن کيفيت جوش خواهد شد.
وقتی که جريان کم باشد در درجه حرارت پلاسما (تحرک ذرات گاز باردار) پايين است و در نتيجه درجه يونيزاسيون کم است.
افزايش جريان باعث افزايش درجه يونيزاسيون و در ضمن کاهش (افت) ولتاژ خواهد شد.
در جريان‌های بالا ذرات يونيزه شده افزايش بيشتری می‌یابد اما سرعت متوسط آنها و همچنين جريان به طور همزمان با کاهش پتانسيل افزايش می‌يابد.
کليه عوامل گفته شده روی مقدار يونيزاسيون پلاسما و پايداری قوس اثر ويژه‌ای دارند، زيرا با توجه به خصوصيات منبع انرژی داده شده تغييرات در هر پارامتر (ولت يا آمپر) باعث تغيير در قوس از لحاظ پايداری و يا عدم پايداری می‌شود. در يک جريان ثابت با افزايش طول قوس، توان دستگاه جوش پايين  می‌ايد.
از آنجاييکه الکترود پوشش دار به صورت دستی بوسيله جوشکار به طرف قوس هدايت می‌شود، بنابراين تغييرات قوس غير قابل اجتناب خواهد بود که بسته به ويژگی منبع قدرت باعث تغيير در جريان خواهد شد.
اين تغييرات را می‌توان با انتخاب يک منبع انرژی که در يک رينج حرارتی تغييرات آمپر زيادی نداشته باشد و همچنين الکترود مناسب به حداقل رسانيد. زيرا انرژی لازم جهت ايجاد يون‌ها و الکترون‌ها بايد پايين باشد.
 نقش فلاکس و سرباره:
ترکيبات فلاکس موجود در پوشش الکترودهای فولاد معمولی به دليل مقاومت طبيعی اکسيدهای تشکيل شده روی آلياژهای جوش، برای فولادهای ضد زنگ کافی نيستند. برای اين‌که عيوب نفوذ نقص ايجاد نشود، پوشش‌ها برای فولادهای ضد زنگ بايد يک عامل فعال کننده سياليت مانند ترکيبات قليايي، فلئوريدها، کروئوليت‌ها داشته باشد که البته اين ترکيبات روی پايداری قوس اثر نامطلوبی دارند و در کاربرد آن‌ها بايد دقت کرد.
همچنين برای اکسيد زدايی جوش مقداری سيليکون، منگنز يا فرو منگنز در مواد مصرفی بکار می‌برند.