دانشنامه
برای مشکلات نفوذی در مورد جوشکاری غوطه‌ور یا زیرپودری فولاد ضدزنگ، دلایل زیادی وجود دارد اما اگر ضخامت مواد، طرح اتصال و پارامترهای جوشکاری صحیح باشد، در این صورت دلیل احتمالی این مشکلات اینست که فولاد ضد زنگ در برابر انتقال گرما مقاومت بالاتری دارد. بیایید نگاهی به برخی از عوامل مهم در این برنامه بیندازیم.
جوش‌های معمولی با نفوذ کامل اتصال (CJP) به راحتی و با استفاده از حذف مواد اضافی از هر دو فلز جوش و فلز پایه بدست می‌آیند. با این حال، این بسته به تجهیزات موجود شما، اقتصادی‌ترین راهکار نیست.
متغیرها بر کیفیت جوش‌های کامل فولاد ضدزنگ
متغیرهایی که می‌توانند به طور جداگانه یا به طور مشترک بر توانایی شما برای به دست آوردن جوش‌های کامل فولاد ضدزنگ تأثیر بگذارند، عبارتند از:
- پارامترهای جوش مثل آمپراژ، ولتاژ، گستره الکتریکی (ESO) یا فاصله نوک تماس تا کار (CTWD) و سرعت حرکت
- ورودی گرما
- کار مشعل و زاویه حرکت
- عمق شیب و دهانه
- ظاهر ریشه
- دهانه ریشه
- قرار دادن سیم در مفصل
مفاهیم اساسی مثل حفظ عمق ثابت کجی یا ظاهر ریشه، کلید موفقیت هستند. همچنین، قرار دادن سیم در وسط اتصال، کلید ایجاد جوش‌های کامل است.
از نقطه‌نظر پارامتر جوشکاری زیرپودری، با اینکه انرژی الکتریکی ِآمپراژ، نفوذ را فراهم می‌کند اما بیشترین کمک به نفوذ از سوی ولتاژ تامین می‌شود. چون ولتاژ طول قوس را کنترل می‌کند، بنابراین ولتاژ کمتر قوس جوش متمرکزتری ایجاد می‌کند و نفوذ بیشتری به شما می‌دهد. برای درک بهتر این رابطه، تصور کنید که طول قوس نقطه‌ای است که در آن سیم ذوب می‌شود و مخروط قوس (به شکل یک قیف وارونه) را تا سطح حوضچه جوش مذاب ایجاد می‌کند.
در یک آمپراژ خاص، اگر ولتاژ را افزایش دهید مخروط قوس به طور متناسب افزایش می‌یابد و سطح بزرگتری از آن ایجاد می‌شود که برای آن آمپراژ باعث کاهش انرژی در واحد سطح و کاهش نفوذ می‌شود. آمپراژ بالاتر به معنای بالاتر بودن میزان سوختن سیم است که منجر به افزایش میزان رسوب جوش می‌شود. اما گاهی اوقات این باعث می‌شود که حوضچه جوش مذاب در مقابل قوس جاری شود و در نتیجه عدم همجوشی (LOF) ایجاد کند. همچنین، باید بدانیم که سرعت سوختن برای فولاد کربنی متفاوت از سیم‌های فولاد ضد زنگ برای همان آمپراژ است. در مقایسه با فولاد کربن، این می‌تواند عاملی موثر در ایجاد نتایج ناهماهنگ با فولاد ضد زنگ باشد.
گستره یا طول الکتریکی (ESO) مهم است چون اگر بیش از حد باشد، گرمایش بیش از حد ِالکترود، توانایی نفوذ را کاهش می‌دهد. طبق قانون کلی تامب، حداکثر عرض بافت باید حدود هشت برابر قطر سیم باشد (قانون SAW). برای شروع، این برابر با ۷۵/۰ تا ۸/۱± اینچ (۵/۴-۲± سانتیمتر) است. هنگامی که روش کار شکل گرفت، مهم است که طول الکتریکی ثابت بماند.
سرعت حرکت بر نفوذ جوش هم تأثیر می‌گذارد. سرعت بیش از حد سریع منجر به نفوذ کم می‌شود، در حالی که سرعت خیلی آهسته می‌تواند باعث شود که حوضچه جوش ذوب در مقابل قوس جوش جاری شود و از نفوذ جلوگیری کند. سرعت پایین حرکت هم یکی از دلایل اصلی گیر‌افتادن سرباره (یا شار غیرمجاز) است.
ورودی حرارت جوش یک معادله ریاضی است که مقدار انرژی وارد شده در یک اتصال جوش را اندازه گیری می‌کند؛ با فرمول زیر:
ولت x آمپرx ۶۰/ سرعت حرکت = ژول بر اینچ.
برای فولاد ضد زنگ، قانون شرط‌بندی برای حداکثر ورودی گرما ۵۰۰۰۰ ژول بر اینچ است تا از تخریب مقاومت در برابر خوردگی ِناحیه تحت تأثیر حرارت پایه (HAZ) جلوگیری شود. اگر مخازن دایره‌ای باشد، با توجه به مرکز مرده بالا (TDC) یا مرکز مرده پایین (BDC)، موقعیت مشعل روی جوش‌های دایره‌ای هم مهم است. موقع جوشکاری روی جوش‌های دایره‌ای بیرونی، مشعل باید با کمی زاویه بصورت سراشیب قرار گیرد، بنابراین با چرخاندن مخزن، حوضچه جوش در نزدیکی موقعیت ساعت ۱۲ جامد می‌شود. جوش‌های داخلی باید اندکی سربالایی باشند تا حوضچه جوش در نزدیکی موقعیت ساعت ۶ جامد شود.
اگر همه متغیرهای فوق‌الذکر در یک عملیات صحیح موجودند و همچنان با مشکل روبرو هستید، ممکن است مجبور شوید بعضی از تغییرات را در طراحی اتصال جوش انجام دهید. به سادگی تغییر طرح اتصال به شیار V مضاعف با ظاهر ریشه تقریبی ۴ میلیمتر، باعث نفوذ کافی قوس می‌شود. این گزینه تا حد زیادی به قابلیت‌های شما برای کج کردن مفصل بستگی دارد. اگر شما مجبور به کار با مواد بیشتری هستید، مثل چرخاندن صفحه برای کج کردن ِسمت مقابل، این ممکن است در مقایسه با عقب کشیدن، زمانبری ِبیشتر و حتی ایمنی کمتری داشته باشد.
افزایش زاویه کجی برای دسترسی بیشتر الکترود به هدف قرار دادن پایین اتصال، می‌تواند کمک کند. افزایش عمق کجی باعث کاهش ظاهر ریشه و مقدار مواد پایه‌ای می‌شود که قوس جوش باید در قسمت پشت به داخلش نفوذ کند. به خاطر داشته باشید که هر دو گزینه، میزان فلز جوش مورد نیاز برای پر کردن اتصال را افزایش می‌دهد و ممکن است باعث ایجاد موارد دیگری مثل اعوجاج شود.
به طور کلی، به توانایی‌های خود نگاهی دقیق بیندازید و حتی برخی مطالعات زمانی و ایمنی را انجام دهید تا مشخص شود کدام تنظیمات متغیر، اقتصادی‌ترین جوش‌ها را برای فولاد ضدزنگ تامین می‌کند.
بیشتر بخوانید: بهترین راه‌های جوشکاری فولاد زنگ‌نزن (فولاد ضدزنگ)
منبع: ESAB