بهترین فلزات برای جوشکاری

جوشکاری یک فرآیند پیچیده است که علم برق (به جز جوشکاری اکسی فول که در هرشرایطی قابل اجرا میباشد )، گرما، متالورژی، حالت های مختلف ماده و اکسیداسیون را ترکیب می کند. جوشکاری فولاد ضد زنگ، جوشکاری ورق فولادی و سایر فلزات از نکات مهمی است که حتما باید به آنها توجه شود تا زیان به بار نیاید.  این بدان معنی است که عواقب بسیاری وجود دارد که می تواند موجب خرابی جوش شود. یکی از راه های کاهش ریسک، انتخاب فلزی است که به راحتی قابل جوش است و نیازی به عملیات اضافی پیش جوش و پس از جوشکاری برای جلوگیری از شکست جوش نخواهد داشت. داشتن شناخت نسبت به جوشکاری فلزات در عملیات درست نسبت به آن ها به ما کمک خواهد کرد. برخی از بهترین فلزات برای جوشکاری عبارتند از: فولاد با کربن کم، آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و فلزات دیگر.

جوشکاری فولاد کم کربن

فولاد کم کربن، یکی از مهمترین فلزهای قابل جوش است. این به خاطر چندین عامل مختلف است. یکی از دلایل جوش پذیری عالی این واقعیت است که از لحاظ تاریخی در موارد متعدد مورد استفاده قرار گرفته است. فراوانی تاریخی و تقاضا برای فولاد کم کربن باعث شده است دانشمندان و مهندسان در حال توسعه راه هایی برای جوش دادن آن باشند. این توسعه ها، شامل ترکیبات شیمیایی مواد پرکننده و منبع قدرت برای جوشکاری فولاد با کم کربن است.

یکی دیگر از دلایلی که فولاد کم کربن بسیار جوش پذیر است، هدایت پذیری آن نسبت به سایر فلزات است. این به این دلیل است که حاوی مقدار بسیار کمی کربن و مقدار کمی از عناصر آلیاژی دیگر است. این مساله مانع از تشکیل ریزساختار شکننده مانند مارنزیت می شود. همه اینها خطرات خاص ناشی از شکستهای جوش، مانند ترک خوردگی هیدروژنی را از بین می برد. همانطور که مقدار کربن افزایش می یابد، مشکل جوشکاری نیز به وجود می آید.در واقع جوشکاری ورق فولادی با کربن کم راحتتر است.

جوشکاری آلومینیوم

در حالی که آلومینیوم می تواند سخت تر از فولاد کم کربن باشد، آن را می توان بدون مشکلات، جوش داد. یک مساله در مورد جوشکاری آلومینیوم، حصول اطمینان درباره انتخاب گرید مناسب است. گریدهای سری 1XXX می تواند بدون نیاز به هیچگونه تلاش اضافی جوش داده شود. گریدهای سری 6XXX می تواند جوش داده شود. برای کمک به جلوگیری از ترک خوردن، مواد پرکننده و عملیات جوش مناسب باید مورد استفاده قرار گیرد. آلومینیوم سری 2XXX به طور معمول در کل قابل جوش نیست، اگر چه تعداد کمی از گریدها در این سری می تواند با روش و مواد پرکننده مناسب جوش داده شود.

یکی دیگر از موارد قابل ذکر در جوشکاری آلومینیوم، استحکام مواد است. بعضی از آلیاژهای آلومینیومی، مانند آنهایی که با T6 نامگذاری شده اند، به طور مصنوعی برای افزایش قدرت به کار می روند. این به این معنی است که آنها برای مدت زمان مشخصی به دمای خاصی گرم شده اند تا رسوبات بین فلزات اندازه و شکل مناسب برای افزایش مقاومت آلومینیم باشند. هنگامی که این گریدهای آلومینیوم جوش داده می شوند، رسوبات داخل فلز شکل خود را تغییر می دهند. این فرایند باعث کاهش استحکام آلومینیوم به میزان زیادی می شود. برای بازگشت استحکام آلیاژهای آلومینیوم جوش داده شده به حالت اولیه ، باید توسط یک فرایند حرارتی دوباره مستحکم شوند.

جوشکاری فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ فلزی است که اگر از تکنیک مناسب و دانش کافی استفاده شود، می تواند به راحتی جوش داده شود. بسیاری از فولادهای ضد زنگ که با دربرابر خوردگی مقاوم هستند، با وجود ترکیب شیمیایی پیچیده، جوش داده میشوند. مهمترین نکته مهم در مورد جوشکاری استنلس استیل این است که بدانید چه نوع گریدی . از بین سه نوع اصلی فولاد ضد زنگ وجود دارد، بسیاری از فولادهای ضد زنگ فریتی بسیار قابل جوش هستند. فولاد ضد زنگ آستنیتی نیز می تواند قابل جوش باشد. فولاد ضد زنگ مارنزیتی به دلیل سختی بالا و تمایل به ترک ، به سختی جوش پذیراست.

نکته مهم در هنگام جوشکاری فولاد ضدزنگ، خوردگی بین دانه ای است. هنگامی که فولادهای ضد زنگ درمحیط‌های دمای بالا قرار می گیرند (مثلا هنگام جوشکاری)  کروم هنگام اتصال به کربن داخل فولاد، می تواند حساس باشد. تشکیل  کاربید کروم از توانایی کروم برای ترکیب با اکسیژن جلوگیری می کند. بنابراین هیچ لایه ای از اکسید کروم شکل نمی گیرد و اکسیژن آزاد است که با آهن در فولاد ضد زنگ ترکیب شود و سبب ایجاد خوردگی شود. چند روش وجود دارد که می تواند از این کار جلوگیری کند.

با استفاده از یک گرید پایدار شده با تیتانیوم یا نیوبیوم مانند گرید 321 می توان از خوردگی بین دانه ای جلوگیری کرد، زیرا احتمال پیوستگی تیتانیوم با ملکول های کربن قبل از کروم بیشتر است. یک روش دیگر جهت جلوگیری از خوردگی بین دانه ای استفاده از فولادهای کم کربن ضدزنگ است. در این نوع فولادها به میزان کافی کربن وجود ندارد تا از تشکیل یک لایه محافظ اکسید کروم جلوگیری کند.

سایر فلزات

با اینکه استثنائاتی وجود دارد، جوشکاری دیگر فلزات پیچیده تر است. جوشکاری تیتانیوم به طور معمول نیاز به تجهیزات اضافی و محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون آن دارد. فولادهای با کربن بالا به طور کلی نیازمند حرارت قبل و بعد از جوشکاری برای جلوگیری از ترک خوردگی هستند. برخی از سوپرآلیاژها را می توان در خلاء جوش داد. هر فلزي كه جوشكاري مي شود، بايد به صورت فردي مورد بررسي قرار گيرد تا اطمينان حاصل شود كه روش هاي جوشکاري براي جوش موفق بوده است.

تهیه شده توسط تیم تولید محتوای فولاد ایرانیان