جوشکاری فلزات آهنی چگونه است؟

روش جوشکاری فلزات آهنی

جهت اتصال تیرآهن‌ها با جوشکاری قوس الکتریکی، نیاز به یک قوس کم ولتاژ و جریان الکتریکی بالا بین یک الکترود و فلز پایه داریم.بر اثر گرمای شدید تولیدشده با این قوس الکتریکی، فلز پایه (تیرآهن) ذوب می‌شود. سپس دو جزء به یکدیگر متصل می‌شوند. استحکام قطعه جوشکاری شده به نوع جوش، روش انجام کار، جنس قطعه و بار وارد شده بر آن قیمت بستگی دارد. اگر می خواهید در مورد میزان تحمل بار تیرآهن، قیمت تیرآهن و قیمت آهن امروز بیشتر بدانید می توانید روی لینک های درج شده کلیک کنید. روش جوشکاری فلزات آهنی با فلزات دیگر متفاوت است برای آشنایی با این مورد ادامه مطلب را بخوانید.

روش های جوشکاری فلزات

آشنایی با فلزات آهنی

به طور کلی فلزاتی که پایه آهنی دارند را فلزات آهنی می نامند. فولاد رایج ترین فلز آهنی است در واقع بهتر است بگوییم آن رایج ترین آلیاژ آهن است. محصولات دیگری مثل چدن، آهن خام، آهن فرفورژه نیز از این دست به شمار می روند.

تاریخچه جوشکاری

قبل ازاین که به سراغ جوشکاری فلزات رنگین برویم بهتر است نگاهش اجمالی به تاریخچه و تعریف جوشکاری داشته باشیم. جوشکاری قدمتی طولانی دارد و پیدایش آن به اوایل عصر آهن یعنی ۹ تا ۱۱ پیش از میلاد بر می گردد. در فرآیند جوشکاری به صورت ضربه زدن به فلزات به تدریج کوره های ذوب فلزات ابداع می شود و فرآیند جوشکاری با استحکام بالا بسیار بیشتر است. با گذشت زمان و پیشرفت علم و صنعت علاوه بر روش ذوب فلزات انواع روش های جوشکاری هم پدید آمده و اکنون برای اتصالات تمام سازه ها از یکی از روش های جوشکاری استفاده می شود.

پروسه جوشکاری آهن آلات

با توجه به خصوصیات فنی فولاد این فلز را معمولاً با شعله اکسی استیلن گرم کرده و در دمای حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد که نرم و سیال می شود به راحتی می توان جوشکاری کرد. جوشکاری فلزات آهنی و فولادی نیاز به داشتن تخصص و مهارت دارد و رعایت اصول آن لازم است؛ مثلاً در زمان جوشکاری فولاد برای اینکه یک همجوشی مناسب شکل بگیرد، حتماً باید میله جوشکاری را در حوضچه مذاب قرار بگیرد تا میله و فلز پایه با آهن ذوب شده و جامد شوند. جهت پر کردن محل اتصال نیز باید فلز جوش را در مقدارهای کافی اضافه نمود به گونه ای که برجستگی و یا گودی در آن محل ایجاد نشود. از جوشکاری برای اتصال انواع میلگرد، ورق، نبشی و ناودانی نیز استفاده می شود. فقط باید توجه داشته باشید هر نوع محصولی به خاطر داشتن خصوصیات فنی متفاوت قابل جوشکاری نیست مثلا میلگرد آجدار نوع A4 و A3 از این دست به شمار می روند. همچنین می توانید برای اطلاع از قیمت میلگرد، قیمت نبشی، قیمت ورق و قیمت ناودانی امروز به لینک های درج شده مراجعه کنید.

 

جوشکاری فلزات

برای اینکه یک جوش باکیفیت انجام شود نیاز به فراهم کردن مشخصات و پارامترهای زیر داریم:

  • مشخصه‌های فلزی که جوش داده می‌شوند
  • نوع اتصال که می‌تواند شیار، پشت‌بند و… باشد.
  • پارامترهای جوشکاری و روش موردنیاز برای جوش

اصول مهم جوشکاری فولاد

فولاد و آهن آلات به خاطر پایه آهنی که دارند ممکن است در حین عملیات جوشکاری دچار اکسید شوند. معمولاً در جوشکاری اغلب مقاطع فولادی از شعله های خنثی متعادل استفاده می کنند. به عنوان مثال برای جلوگیری از اکسید کردن شعله مقداری از پراستیلن استفاده می کنند.

  • از نکات و اصول مهم دیگر این است که شعله را کم کرد و سرعت جوشکاری را بالا برد. لازم به ذکر است که بالا بودن بیش از حد فشار گاز در جوشکاری فولاد کنترل فلز مذاب سخت و همجوشی کم می شود.
  • در انتخاب اندازه و نوک شعله باید دقت داشت تا متناسب باشد و موجب ذوب کامل فلز شده و یک نفوذ مفصلی کامل به دست دهد. البته دقت کنید که از قسمت پایین مفصل، سرچه های فلز مذاب ایجاد نشود.
  • توجه داشته باشید که با پیشرفت عملیات جوشکاری باید شعله قبل از رسیدن به حوضچه لبه های اتصال را به نقطه همجوشی برساند.
  • حوضچه فلز مذاب در قسمت پایین اتصال در زمان ایجاد جوش به صورت یکنواخت باید پیشروی کند.
  • نوک درونی مخروط شعله با میله جوشکاری تماس پیدا نکند. همچنین نباید با حوضچه و یا فلز مذاب هم تماس داشته باشد.
  • روش حرکت شعله باید به گونه ای تنظیم گردد که شعله بیرونی در برابر جو از فلز مذاب محافظت نماید.
  • هرگز میله جوشکاری را نباید بر روی حوضچه ذوب نمود و نباید داخل آن چکه کند.

جوشکاری فلزات آهنی

جوشکاری ورق فولادی و آهنی

در مورد موضوع صفحات فولادی برای جوشکاری باید ابعاد، اندازه و ضخامت صفحات به درستی انتخاب و سنجیده شوند. میله جوشکاری مورد استفاده و روش جوش نیز باید متناسب باشد. به عنوان مثال برای جوشکاری صفحاتی که دارای ضخامت ۴.۸ میل هستند، باید اتصالات با فاصله برابر با ضخامت صفحه و در میان لبه ها انجام شوند. به این ترتیب شعله و میله جوش به ریشه اتصال نفوذ می کنند و یک اتصال خوب شکل می گیرد. یا اگر ضخامت صفحه فولاد ضخیم تر از مقدار بالا باشد، باید لبه ها مورب باشند تا نفوذ کامل جوش برای اتصال خوب انجام بگیرد. نمونه و مثالی از جوشکاری ورق در ساخت تیر ورق است.

تأثیر ناخالصی ها در جوشکاری فلزات آهنی

عناصری مثل اکسیژن، کربن و نیتروژن به عنوا ن ناخالصی موجب می شوند که فلز جوش به خوبی ایجاد نشود و در نتیجه با ایجاد حباب، تخلخل و اکسید و ترکیبات سرباره در جوش کیفیت آن را پایین می آورند.در چنین مواردی لازم است تا با تبحر بالا در هنگام ایجاد اکسید آهن شعله و میله جوش را به گونه ای حرکت داد که تمام اکسیدهای تشکیل شده از بین بروند.

جوشکاری فلزات آهنی

به طور کلی شعله ای که اکسید کننده است موجب کف کردن فولاد ایجاد جرقه می شود؛ و جوشی که ایجاد می شود شکننده و متخلخل خواهد شد.

 

  آلیاژ آهن چیست؟

 

جوشکاری با جوش قوس الکتریکی

یکی از رایج‌ترین روش‌های جوشکاری با جوش قوس الکتریکی؛ جوش قوس الکتریکی با الکترود پوشش‌دار (SMAW) است. این روش به نام جوشکاری الصاقی یا جوشکاری الکترود دستی نیز شناخته می‌شود و کاربرد فراوانی دارد.

درروش فوق بین الکترود مصرفی و قطعه کار یک قوس الکتریکی ایجادشده و از حرارت آن عمل ذوب و اتصال ایجاد می‌شود.

بنابراین در روش جوشکاری قوس با الکترود پوشش­ دار، حرارت موردنیاز برای جوشکاری از قوس میان یک الکترود با طول محدود و پوشش دارد و قطعه کار تأمین می‌شود. قوس ایجادشده برقرارکننده یک مدار الکتریکی است. روش جوشکاری فلزات آهنی به نوع محصول، خصوصیات آن و بسیاری از موارد دیگر مربوط می شود.

در روش SMAW برای تأمین جریان موردنیاز می‌توان از جریان مستقیم DC یا جریان متناوب AC بهره برد.

الکترودی که برای جوش استفاده می‌شود از یک هسته مرکزی با پوششی از مواد مختلف ساخته‌شده است. وقتی بخشی از پوشش الکترود می‌سوزد دودی ساتع می‌شود که دو فایده دارد. این دود از حوضچه مذاب محافظت می‌کند و با جذب کردن تشعشعات مضر قوس از جوشکار محافظت می‌کند. همان‌طور که گفته شد بخشی از پوشش می‌سوزد و دود می‌شود و بخشی از آن وارد حوضچه مذاب می‌شود و ناخالصی‌ها و اکسیژن را جذب کرده و از فلز جوش تا لحظه سرد شدن محافظت می‌کند.

جوشکاری فلزات آهنی

روش جوش قوس الکترود پوشش‌دار چه مزایایی دارد؟

  • هزینه پایین به دلیل تجهیزات ساده، ارزان و قابل‌حمل
  • برای قسمت‌هایی از سازه که محدودیت دسترسی دارند مناسب است
  • فولادهای آلیاژی و ساده زیادی با این روش قابلیت جوشکاری دارند

روش جوش قوس الکترود پوشش‌دار چه معایب و محدودیت‌هایی دارد؟

  • در مقایسه با برخی فرایند و روش‌ها مثل GMAW نرخ رسوب کمتری دارد
  • باید قبل از جوشکاری و یا در انتهای کار سرباره را برداشت
  • برای فلزات غیر آهنی مناسب نیست
  • در برابر باد حساس است

از الکترودهای پوشش‌دار باید به‌خوبی مراقبت شود، حتی یک ضربه کوچک یا دست‌کاری باعث می‌شود که آسیب ببیند. الکترود آسیب‌دیده باعث می‌شود تا فرایند جوش به‌درستی انجام نشود و باعث بروز تخلخل و عدم نفوذ شود. روش جوشکاری فلزات آهنی علاوه بر نوع فلز، سایز و نوع کاربرد، به شرایط جوی محیط نیز بستگی دارد.

فلزات آهنی

 

  آهن‌ قراضه یا قراضه آهن چیست؟

 

در روش SMAW اغلب قطعاتی که باید متصل شوند دارای شیارهایی هستند که در اثر ذوب فلزات پایه و ماده مصرفی (الکترود پوشش‌دار) پر می‌شود.

قابل‌ذکر است ترکیب شیمیایی مغز الکترود پوش دار باید با ترکیب شیمیایی قطعه‌ای باشد که قرار است به کمک آن متصل شود.

برای پوشش الکترود در جوشکاری الکترود دستی (پوشش‌دار SMAW) از چه موادی استفاده می‌شود؟

از مهم‌ترین چیزهایی که در جوشکاری باید به آن توجه کرد، پودر جوش (FLUX) است. پودر جوش را می‌توان به‌عنوان پوشش (در فرایند SMAW) یا هسته مرکزی الکترود (در فرایند FCAW) استفاده کرد. در جدول زیر مثالی از مقدار پودر و قالب جوش سیم به صفحه را مشاهده می کنید:

وزن پودر gr A.mm۲
۶۵ ۱۶
۶۵ ۲۵
۹۰ ۳۵
۱۱۵ ۵۰
۱۱۵ ۷۰
۱۱۵ ۹۵

چرا از پودر جوش استفاده می‌کنند؟

  • برای اینکه ناخالصی‌ها را از فلز مذاب حذف کنند
  • به شکل‌گیری سرباره جوش کمک کرده و برداشت آن را راحت می‌کند
  • حوضچه مذاب را از آلودگی حفاظت می‌کند
  • برای افزایش و بهبود خواص مکانیکی، عناصر مختلفی را به آلیاژ جوش اضافه می‌کنند
  • نرخ رسوب فلز جوش را افزایش می‌دهد

جوشکاری فلزات آهنی

در الکترود پوششی از چه پوشش‌هایی استفاده می‌شود؟

الکترود سلولزی:

پوشش این الکترود از سلولز ساخته‌شده، سرباره به‌راحتی برداشته می‌شود و به خاطر بالابود حرارت قوس در آن نفوذ جوش زیاد می‌شود. پوشش سلولزی وقتی حرارت می‌بیند گاز هیدروژن و دی‌اکسید کربن آزاد می‌کند که به‌عنوان محافظ عمل می‌کند. روش جوشکاری فلزات آهنی برای افراد ماهر و تازه کار به یک شکل نیست ولی در کل باید از یک پروسه و فرایند مشترک استفاده نمایند. برای اطلاع از روش کار در وصله جوشی میلگرد کلیک کنید.

الکترود روتیلی:

دارای پوششی از دی‌اکسید تیتانیوم است که یک سرباره اسیدی شده ایجاد می‌شود. گازهای هیدروژن، اکسیدهای نیتروژن و کربن موجود در پوشش برای محافظت از حوضچه استفاده می‌شوند. وقتی از این نوع الکترود برای جوش فولادهای کم‌کربن استفاده می‌شود، خواص مکانیکی مطلوبی را نتیجه می‌دهد.

جوشکاری فلزات آهنی

  بازار آهن تهران

الکترود اکسیدی:

از اکسیدهای فلزی مثل اکسید آهن، سیلیکات و منگنز در پوشش الکترود بهره می‌برد. این اکسیدها سرباره اسیدی تولید می‌کنند. لازم است بدانید برای جوشکاری با الکترود اکسیدی، می‌توان هم از جریان مستقیم و هم از جریان متناوب استفاده کرد. در این نوع به خاطر وجود اکسیژن زیاد، ممکن است استحکام جوش کم شود. برای رفع این محدودیت بعضی از دی‌اکسید کننده‌ها را به پوشش اضافه می‌کنند تا به بهبود خواص مکانیکی جوش کمک کند.

الکترود قلیایی:

پوشش این الکترود دارای کلسیم کربنات، کلسیم فلوراید، منیزیم کربنات و مواد معدنی دیگر همراه با آب است. توجه کنید که این الکترود را باید در شرایطی خشک نگهداری کرد و قبل از مصرف باید باز پخت شوند. پس از حرارت دیدن پوشش در این الکترود، گاز محافظی از دی‌اکسید کربن، هیدروژن و اکسیژن ایجاد می‌شود. هیدروژن از ترک‌خوردگی جلوگیری می‌کند. الکترود قلیایی برای جوش فولادهایی با مقاومت بالا، آلیاژهای سبک و فولادهای کم‌کربن بسیار مناسب است. در این نوشته در مورد روش جوشکاری فلزات آهنی اطلاعات بسیار خوبی به دست آوردید. شما می توانید مقالات دیگر وبلاگ را نیز مطالعه کرده و مطالب جالبی را بخوانید.

کلام پایانی

جوشکاری روشی است که به کمک آن می توان قطعات فلزی مختلفی را به هم جوش داد . در مقاله فوق فلزاتی به غیر از آهن هستند که به آن ها فلز غیرآهنی یا فلزات رنگین گفته می شود. فلزات غیرآهنی فلزات رنگین نامیده می شوند که امکان جوش کاری ندارند و هر کدام از آن ها کاربرد مخصوص به خود را دارد . سوالات خود درمورد قیمت انواع مقاطع فولادی و آهن آلات از ما بپرسید.

 

سوالات متداول

انواع گازهای محافظ در جوشکاری چیست؟

  • گازهای هلیمی
  • گازهای آرگون
  • گازهای دی اکسید کربن

و غیره را می توان نام برد.

معایب جوش کاری الکترونیکی چیست؟

در بعضی از موارد بر اثر جوش دانه هایی که درون فلزکه باهم واکنش داده می شود و ترک خوردگی یا خرابی را جوش می دهند و به همین دلیل جوش کاری الکترونیکی باید از نظر استاندارد هم مورد  بررسی قرار بگیرد.

اشتراک گذاری مقاله
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *