بررسی جوش پذیری انواع فولاد

به گزارش اخبار ساختمان،از قدیم‌الایام فرایند جوشکاری به عنوان یکی از مهم‌ترین فرایندهای انواع فولاد شناخته می‌شود. برای تولید انواع قطعات فلزی در صنایع مختلف، جوشکاری اولین و مهم‌ترین فرایند است. به طور کلی از اتصال یک یا دو نوع فلز، قطعه جدیدی تولید می‌شود که این اتصال توسط فرایند جوشکاری انجام می‌گیرد. برای بررسی جوش پذیر فلزات مختلف، چه فاکتورهایی را باید در نظر گرفت؟ کدام نوع فلزات برای جوشکاری مناسب‌تر هستند؟ آیا میزان جوش پذیری فولاد در قیمت میلگرد نیز تاثیر گذار است؟ در ادامه مطلب به بررسی نکاتی در رابطه با این موضوع می­پردازیم.

 

از فرایند جوشکاری چه می‌دانید؟
 

به فرایندی که طی آن فلزات به صورت دائم یا حتی موقت به هم اتصال پیدا می‌کنند، جوشکاری گفته می‌شود. از اتصال دائمی فلزات به یکدیگر استفاده‌های گوناگونی می‌کنند. جوشکاری اهمیت زیادی برای صنایع و ساخت محصولات مختلف دارد. در واقع جوشکاری را می‌توان یکی از پرکاربردترین فعالیت‌های صنعت فولاد و میلگرد دانست. معمولا جوشکاری را به افراد متخصص و با تجربه در این زمینه می‌سپارند.
 

یکی از نکاتی که در این فرایند باید به آن توجه شود، بررسی جوش پذیری فلزات و انواع فولاد است. باید فلزاتی برای جوشکاری انتخاب شوند که بیشترین قابلیت جوش‌پذیری را دارند. در صورتی که جوش‌پذیری فلز مدنظر مناسب نباشد، احتمال اینکه جوش به خوبی شکل نگیرد، بسیار بالا خواهد بود. به این ترتیب انتخاب فلز جهت جوشکاری مناسب ضروری است.
 

باید توجه داشت انتخاب فلز جوشکاری مناسب به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که یکی از مهم‌ترین آنها، نوع و زمینه پروژه‌ است. هر چقدر شناخت بیشتری نسبت به آهن و میلگرد داشته باشید، انتخاب مناسبتری از مقاطع فلزی و میلگردهای قابل جوشکاری هم خواهید داشت.

 

معرفی بهترین فولاد با جوش‌ پذیری بالا
 

کدام فولادها برای جوشکاری مناسب هستند؟ این یکی از سوالاتی است که به پیدا کردن فلز مناسب کمک می‌کند. به طور کلی فلزات زیادی برای جوشکاری وجود دارند که در ادامه به معرفی و بررسی آنها می‌پردازیم.
 

1. فولاد کم کربن

یکی از بهترین و پرکاربردترین فولاد برای جوشکاری است که استفاده از آن در فرایند جوشکاری قدمت زیادی دارد. حتی در صنعت شیمی هم بسیاری از متخصصان از فولاد کم کربن، برای برخی آزمایشات استفاده می‌کنند. این نوع فولاد برای جوشکاری بسیار مناسب است. فولاد کم کربن خیلی خوب با سایر فلزات و قطعات پیوند می‌خورد. این نوع فولاد استحکام و دوام بسیار بالایی دارد.
 

دلیل اصلی هدایت‌پذیری بالای این فلز، وجود مقادیر کم کربن و بالا بودن مقدار عناصر آلیاژی مختلف در آن است. حال منظور از هدایت‌پذیری فلز چیست؟ هدایت‌پذیری فاکتوری است که باعث جلوگیری از ترک‌خوردگی یا شکستگی فلز می‌شود.
 

نکته: هر فلزی که میزان کربن بالایی در ترکیبات خود دارد، از خاصیت جوش‌پذیری پائین‌تری برخوردار است.
 

یکی از ویژگی‌های بسیار کاربردی فولاد کم کربن، خاصیت چکش‌خواری آن است. این ویژگی باعث افزایش خاصیت جوش‌پذیری این نوع فولاد می‌شود.
 

از فولاد کم کربن در ساخت اسکلت ساختمان و به طور کلی سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. برای جوشکاری قطعات از جمله ناودان، نبشی، ورق سیاه، میلگرد و ... هم بسیار مناسب است.
 

2. فولاد ضدزنگ

فولاد ضدزنگ یکی از بهترین و راحت‌ترین فولادی است که برای فرایند جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده در برابر خوردگی و آسیب‌های دیگر، مقاومت بسیار مناسبی دارد. برای اجرای جوشکاری با فولاد ضدزنگ، باید از افراد متخصص کمک گرفته شود. در غیر این صورت ممکن است قطعات معیوب و غیرقابل استفاده شوند.
 

یکی از ویژگی‌های منفی فولاد ضدزنگ، خوردگی بین دانه‌ای در زمان جوشکاری است. برای رفع این مشکل می‌توان از گرید تیتانیومی استفاده کرد. البته به جز گرید تیتانیومی، می‌توان از فولاد کم کربن که معرفی شد هم استفاده کرد.

 

3. آلومینیوم

این فلز برای جوشکاری گزینه بسیار مناسبی است. با این حال برای استفاده از آن در فرایند جوشکاری، باید از افراد متخصص کمک گرفته شود تا محصول یا قطعه مدنظر، مشکل خاصی نداشته باشد. در صورتی که دانش و تخصص استفاده از این فلز وجود داشته باشد، جوشکاری با آلومینیوم یکی از ساده‌ترین‌ها در این فرایند خواهد بود.
 

حین جوشکاری با آلومینیوم، باید استحکام مواد رعایت شوند. استفاده از برخی آلیاژها به افزایش قدرت قطعه جوش داده شده کمک زیادی می‌کند. معمولا در انتهای فرایند جوشکاری آلومینیوم از حرارت برای افزایش استحکام آن استفاده می‌کنند.
 

برای جوشکاری آلومینیوم از گرید xxx1 استفاده می‌کنند. دلیل این امر کم بودن انرژی فرایند جوشکاری آلومینیوم است. به این ترتیب نیازی به تلاش زیاد نخواهد بود. اگر از گرید xxx2 استفاده شود، ممکن است قطعه مورد نظر ترک بخورد. به همین دلیل استفاده از این گرید به تبحر خاصی نیاز دارد.
 

فلزات دیگری که برای جوشکاری مناسب هستند

بهترین فلزات برای جوشکاری، فولاد ضدزنگ، آلومینیوم و فولاد کم کربن است. این 3 فلز در بسیاری از صنایع بکار گرفته می شود و دلیل این امر خاصیت و ویژگی‌های این نوع فلزات است. البته به غیر از فلزات نام‌برده شده، برخی از فلزات دیگر هم برای جوشکاری مناسب هستند. این فلزات عبارتند از منیزیم، تیتانیوم، مس، چدن، برنج و ... . حساسیت استفاده از این فلزات برای جوشکاری بسیار بالاست. به همین دلیل نمی‌توان برای استفاده از آنها ریسک کرد. معمولاً در مواقع نیاز و توسط افراد متخصص و ماهر، برای مصارف خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

بررسی مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در جوش‌ پذیری فولاد

به طور کلی جوش پذیری انواع فلزات و فولاد به عوامل زیادی بستگی دارد. ترکیب شیمیایی آنها و مهم‌تر از همه درصد کربن، بیشترین تاثیر را در این موضوع می‌گذارند. همانطور که اشاره کردیم، هرچقدر میزان کربن در یک فلز کمتر باشد، جوش پذیری آن هم بیشتر می‌شود. البته نباید نقش عناصر آلیاژی را هم نادیده گرفت. میزان این عناصر نقش مهم و تعیین‌کننده‌ای در افزایش خاصیت جوش پذیری فولاد بازی می‌کند.
 

نکته مهم در مورد جوش پذیری فلزات، هزینه آن است. به طور کلی وقتی یک فلز به عنوان جوش پذیر معرفی می‌شود که از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه باشد. در واقع نباید استفاده از فلز مورد نظر، هزینه اضافی به همراه داشته باشد. همچنین فلز مدنظر باید ساده‌ترین نوع جوشکاری را داشته باشد. به این معنی که جوشکاری آن پیچیده و زمان‌بر نباشد.
 

بررسی دلایل ترک‌خوردگی قطعات بعد از جوشکاری

یکی از رایج‌ترین مشکلات بعد از جوشکاری فلزات و فولاد، ترک‌خوردگی آنهاست. این مشکل دلایل متعددی دارد که یکی از مهم‌ترین آنها، پایین بودن کیفیت اتصال فولاد است. در واقع پایین بودن کیفیت اتصال، باعث از بین رفتن پیوستگی اتصال می‌شود. برای جلوگیری از این مشکل، می‌توان از فرایند پیش‌گرمایش استفاده کرد. با انجام این عملیات، زمان سردشدن به تاخیر می‌افتد و قطعه مورد نظر ترد نمی‌شود.
 

اگر درجه حرارت پیش‌گرمایش به اندازه کافی باشد، خبری از ترک‌خوردگی هم نخواهد بود. یکی از راهکارهای افزایش پیش‌گرمایش و جلوگیری از ترک‌خوردگی، استفاده از الکترودهای قلیایی است. این الکترودها با تولید هیدروژن به جلوگیری از آسیب قطعه جوش‌خورده کمک می‌کنند.
 

جمع بندی

در این مطلب به بررسی جوش پذیری انواع فلزات و فولاد پرداخته شد. به طور کلی 3 فلز آلومینیوم، فولاد کم کربن و فولاد ضدزنگ، بهترین فلز برای جوشکاری محسوب می‌شوند. سایر فلزات هم برای جوشکاری مناسب هستند، اما برای استفاده از آنها باید دانش و تخصص کافی وجود داشته باشد. انتخاب فلز مناسب برای جوشکاری اهمیت زیادی دارد. چرا که انتخاب فلز نامناسب به افزایش تولید قطعات معیوب منجر خواهد شد. هدف اصلی از فرایند جوشکاری، تولید قطعات یکدست و یکپارچه است. این مهم فقط با انتخاب فولاد مناسب امکان‌پذیر خواهد بود.