آموزش جوشکاری استنلس استیل با الکترود

فولاد ضد زنگ یا همان استنلس استیل (Stainless Steel) که با نام Inox نیز شناخته می‌شود، آلیاژی از فولاد بوده که مقاوم در برابر خوردگی است و اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده آن، آهن، کروم و نیکل است که حداقل درصد جرمی کروم در آن ۱۰٫۵ درصد و حداکثر درصد جرمی کربن آن ۱٫۲ درصد می‌باشد. به عبارت دقیق‌تر فولاد آلیاژی از آهن و کربن است. مقاومت دربرابر خوردگی و خواص کلی را حتی با تغییر درصد عناصر اجزای تشکیل دهنده فولاد ضد زنگ می‌توان بهبود هم بخشید. به کمک عناصری چون نیکل، مولیبدن، تیتانیوم، منگنز و …

استنلس استیل گزینه‌های آلیاژی مختلفی دارد و متالورژی متفاوت هر آلیاژ منجر به خانواده‌های مختلف فولاد ضد زنگ و گریدهای متفاوت در آن خانواده‌ها می‌شود. 5 خانواده اصلی استنلس استیل عبارتند از استنلس استیل آستنیتی، استنلس استیل مارتنزیتی، استنلس استیل فریتی، استنلس استیل پیرسَختی و استنلس استیل دوپلکس.

جوشکاری یکی از روش‌های ساخت است که هدف آن اتصال دائمی مواد مهندسی از قبیل فلز، سرامیک، پلیمر و کامپوزیت به‌یکدیگر است. این کار معمولاً از طریق ایجاد حرارت بالا و ذوب ماده و سپس سرد کردن برای ایجاد جوش انجام می‌شود.

جوشکاری استیل

جوشکاری استیل به طور قابل توجهی با جوشکاری مواد دیگر متفاوت است. تفاوت اصلی را می‌توان به ترکیبات شیمیایی و نوع آلیاژ این فلز مرتبط دانست. استیل یک آلیاژ آهن است که حاوی کربن و سایر عناصر است. درصد کربن موجود در استیل، ترکیب شیمیایی و خواص آن را تعیین می کند.

در جوشکاری استیل، مهم است که ترکیب شیمیایی استیل و نوع آلیاژ آن را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، استیل ضد زنگ حاوی کروم است که به آن مقاومت در برابر خوردگی می دهد. جوشکاری استیل ضد زنگ باید با دقت انجام شود تا از ایجاد ترک یا سایر مشکلات جلوگیری شود.

علاوه بر ترکیب شیمیایی، نوع آلیاژ استیل نیز بر جوشکاری آن تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، استیل آلیاژی حاوی عناصری مانند نیکل، مولیبدن یا تیتانیوم است که خواص خاصی مانند استحکام یا مقاومت در برابر حرارت را به آن می دهد. جوشکاری استیل آلیاژی به مهارت و تجربه بیشتری نیاز دارد.

فولاد ضد زنگ ضریب انتقال حرارت پایینی دارد، به این معنی که گرما به سرعت از آن عبور نمی کند. این امر باعث می شود که فولاد ضد زنگ در حین جوشکاری گرما را حفظ کند. یک جوشکار بی‌تجربه ممکن است در حین جوشکاری استنلس استیل حرارت بیشتری را روی سطح اعمال کند. این امر می تواند منجر به مشکلاتی مانند ترک خوردگی جوش، سوختگی فلز پایه و ایجاد دود مضر شود.

برای جلوگیری از این مشکلات، مهم است که جوشکاری استنلس استیل با دقت انجام شود. جوشکار باید از تجهیزات و تکنیک های مناسب استفاده کند و از گرمای بیش از حد خودداری کند.

با توجه به این تفاوت ها، جوشکاران استیل باید آموزش و تجربه کافی داشته باشند تا بتوانند جوش های با کیفیتی تولید کنند. با آموزش و تجربه می توان این مشکلات را برطرف کرد و جوشکاری استنلس استیل را به طور ایمن و با کیفیت انجام داد.

انواع جوش هایی که می تواند در جوش استیل کاربرد داشته باشد به شرح زیر است:

1. جوشکاری استیل با الکترود
2. جوشکاری استیل با گاز دی اکسید کربن
3. جوشکاری استیل با آرگون
4. جوشکاری استنلس استیل با گاز روش میگ
5. جوشکاری استنلس استیل با گاز (روش نقطه ای)
6. جوشکاری زیرپودری استیل
7. جوشکاری استیل با اینورتر
8. جوشکاری ورق استیل با محافظ جامد فلاکس
9. جوشکاری ورق استیل با گاز محافظ
10. جوشکاری استنلس با برق
11. جوشکاری استیل با هوابرش

رعایت نکات ایمنی در جوشکاری استیل

جوشکاری یک فعالیت خطرناک است و باید با رعایت نکات ایمنی انجام شود. در حین جوشکاری استنلس استیل، بخار کادمیوم و کروم در هوا پراکنده می‌شوند. این بخارات می‌توانند برای سلامتی مضر باشند و باعث مشکلاتی مانند سرطان، اختلالات عصبی و مشکلات تنفسی شوند. برای محافظت از خود در برابر این خطرات، باید اقدامات ایمنی زیر را انجام دهید:

محیط جوشکاری را با استفاده از تهویه محلی اگزوز (LEV) تهویه کنید. LEV از انتشار بخارات مضر در هوا جلوگیری می‌کند. از تجهیزات حفاظت فردی جوشکار (PPE) مناسب استفاده کنید. این تجهیزات شامل ماسک جوشکاری، عینک ایمنی، دستکش، لباس محافظ و کفش ایمنی است.

ماسک جوشکاری از چشم‌ها، صورت و پوست شما در برابر تابش نور جوشکاری و ذرات مضر محافظت می‌کند. عینک ایمنی نیز از چشم‌های شما در برابر ذرات پرتابی محافظت می‌کند. دستکش‌های جوشکاری از دست‌های شما در برابر گرما و ذرات مضر محافظت می‌کنند. لباس محافظ از بدن شما در برابر گرما و ذرات مضر محافظت می‌کند. کفش ایمنی از پاهای شما در برابر گرما و ذرات مضر محافظت می‌کند.

علاوه بر این، نکات ایمنی زیر را نیز رعایت کنید:

• از جوشکاری در مکان‌های بسته و بدون تهویه مناسب خودداری کنید.
• قبل از شروع جوشکاری، قطعات را از هرگونه آلودگی یا چربی پاک کنید.
• پس از اتمام جوشکاری، محیط را پاکسازی کنید تا از تجمع بخارات مضر جلوگیری شود.

با رعایت این نکات ایمنی می‌توانید از خود در برابر خطرات جوشکاری محافظت کنید.

انواع روش های جوشکاری استیل

سه روش رایج در جوشکاری استیل وجود دارد که عبارتند از جوشکاری آرگون یا تیگ (TIG)، جوشکاری مقاومتی یا نقطه‌ای و جوشکاری فلز گاز خنثی (MIG).

جوشکاری تیگ یا آرگون، یکی از رایج‌ترین روش‌های جوشکاری است که از انواع جوشکاری قوس الکتریکی محسوب می‌شود. در این فرایند برخلاف روش‌های دیگر جوشکاری، از یک الکترود غیرمصرفی از جنس تنگستن استفاده می‌شود تا جریان الکتریسیته را بین قطعه کار و الکترود انتقال دهد. الکترود تنگستن که مصرفی نمی‌باشد توسط ابزاری به نام تورچ جوشکاری تیگ نگه داشته شده و عملیات جوشکاری را به انجام می‌رساند. در این روش از جوشکاری ایجاد حوضچه مذاب می‌تواند باعث شود تا مناطق تحت حرارت اکسید شوند. به همین دلیل است که از گازهای خنثی استفاده شده و از اکسید شدن قطعات جلوگیری می‌شود. بهترین گاز برای این کار آرگون است که باعث شده تا نام این روش به جوشکاری تیگ آرگون نیز شناخته شود.

جوشکاری میگ یا فلز گاز خنثی (MIG) یا جوشکاری قوس فلز با گاز بی اثر یک روش جوشکاری قوس الکتریکی است که در آن از یک سیم جوش مصرفی و یک گاز بی اثر برای محافظت از جوش در برابر هوا استفاده می شود. در جوشکاری MIG، یک قوس الکتریکی بین یک الکترود مصرفی و قطعه کار ایجاد می شود. این قوس باعث ذوب شدن الکترود و قطعه کار می شود. گاز بی اثر، معمولاً آرگون یا هلیوم، از جوش در برابر هوا محافظت می کند و از اکسیداسیون آن جلوگیری می کند. جوشکاری MIG یک روش نسبتاً ساده و آسان است و می توان از آن برای جوشکاری انواع مختلف فلزات استفاده کرد. این روش برای جوشکاری فلزات نازک و ضخیم، از جمله فولاد، آلومینیوم، مس و استیل ضد زنگ مناسب است.

جوشکاری مقاومتی یا نقطه‌ای (Resistance Welding) یک روش جوشکاری است که در آن از گرمای ناشی از مقاومت الکتریکی فلزات برای ایجاد جوش استفاده می‌شود. در این روش، دو قطعه فلز که قرار است به یکدیگر جوش شوند، در بین دو الکترود قرار می‌گیرند. سپس، جریان الکتریکی از طریق این الکترودها عبور می‌کند و باعث گرم شدن فلزات می‌شود. زمانی که فلزات به اندازه کافی داغ شدند، تحت فشار قرار می‌گیرند و به یکدیگر جوش می‌خورند.

جوشکاری استیل و زنگ زدگی

استیل ضد زنگ به دلیل وجود کروم در ترکیب خود، در برابر خوردگی مقاوم است. کروم با اکسیژن هوا واکنش می‌دهد و یک لایه نازک اکسید کروم بر روی سطح استیل ایجاد می‌کند. این لایه اکسید کروم به عنوان یک لایه محافظ عمل می‌کند و از خوردگی بیشتر استیل جلوگیری می‌کند. با این حال، در محیط‌های بسیار خورنده، لایه اکسید کروم ممکن است آسیب ببیند یا از بین برود. در این صورت، استیل ممکن است دچار خوردگی و زنگ زدگی شود. برخی از عواملی که می‌توانند باعث خوردگی استیل ضد زنگ شوند عبارتند از مواد شیمیایی خورنده مانند کلرید، آب شور و دمای بالا.

زنگ زدگی می‌تواند یکی از بزرگترین چالش‌های جوشکاری استیل با روش TIG باشد. در جوشکاری TIG، قوس الکتریکی بین یک الکترود غیر مصرفی تنگستن و قطعه کار ایجاد می‌شود. این قوس باعث ذوب شدن الکترود و قطعه کار می‌شود و جوش را ایجاد می‌کند. در حین جوشکاری، گرمای قوس می‌تواند باعث شود که لایه اکسید کروم روی سطح استیل ذوب شود یا از بین برود. این امر می‌تواند باعث شود که استیل در معرض خوردگی قرار گیرد.

برای جلوگیری از زنگ زدگی در جوشکاری TIG، باید اقداماتی انجام شود تا از آسیب دیدن لایه اکسید کروم جلوگیری شود. برخی از این اقدامات عبارتند از استفاده از گاز محافظ، استفاده از جریان جوشکاری مناسب و استفاده از تکنیک‌های جوشکاری مناسب.

علاوه بر این، اقداماتی نیز می‌توان انجام داد تا در صورت آسیب دیدن لایه اکسید کروم، از خوردگی استیل جلوگیری شود. برخی از این اقدامات عبارتند از پاک کردن جوش و استفاده از پوشش محافظ. پس از جوشکاری، باید جوش را با یک برس سیمی یا یک سنگ ساینده تمیز کرد تا هرگونه آلودگی یا اکسید از بین برود. همچنین پس از تمیز کردن جوش، می‌توان از یک پوشش محافظ، مانند رنگ یا لاک، برای محافظت از جوش در برابر خوردگی استفاده کرد.

جوشکاری استنلس استیل با الکترود

جوشکاری استنلس استیل با الکترود یک روش متداول برای اتصال قطعات استنلس استیل است. این روش نسبتاً ساده است و به تجهیزات زیادی نیاز ندارد.

هنگامی که قوس الکتریکی به الکترود اعمال می‌شود، هسته فلزی ذوب شده و به صورت مذاب خارج می‌شود. پوشش الکترود نیز ذوب شده و دودی تولید می‌کند. این دود از جوش در برابر اکسیژن و نیتروژن محافظت می‌کند و از ایجاد ترک در جوش جلوگیری می‌کند.

علاوه بر این، پوشش الکترود می‌تواند سایر عملکردهای را نیز داشته باشد، مانند بهبود خواص مکانیکی جوش، کاهش نرخ رسوب، افزایش روانی جوش و کاهش فلاکس.

برای جوشکاری استنلس استیل با الکترود به تجهیزات زیر نیاز دارید:

• دستگاه جوشکاری قوس الکتریکی
• الکترود استنلس استیل
• کابل های جوشکاری
• ماسک جوشکاری
• دستکش جوشکاری
• عینک ایمنی
• لباس محافظ

الکترودهای استنلس استیل بر اساس نوع پوشش و ترکیب شیمیایی به انواع مختلفی تقسیم می شوند.

• الکترودهای روپوشی قلیایی: این الکترودها برای جوشکاری استنلس استیل های معمولی استفاده می شوند.
• الکترودهای روپوشی روتیلی: این الکترودها برای جوشکاری استنلس استیل های مقاوم در برابر حرارت استفاده می شوند.
• الکترودهای روپوشی سلیسیومی: این الکترودها برای جوشکاری استنلس استیل های ضد زنگ استفاده می شوند.

برای مطالعه بیشتر در زمینه جوشکاری، از صفحه مقالات جوشکاری ما دیدن به عمل آورید.

کدام روش جوشکاری استنلس استیل بهتر است؟

در صورتی که کیفیت و ظرافت جوشکاری استیل در اولویت باشد، روش TIG می‌تواند مناسب باشد. این روش جوش‌های با کیفیت و ظریفی ایجاد می‌کند که مقاومت بالایی دارند. با این حال، این روش نیاز به مهارت و تجربه بالایی دارد و می‌تواند زمان‌بر باشد. در صورتی که سرعت و کارآیی در اولویت باشد، جوشکاری MIG فرآیند بهتری خواهد بود. این روش جوش‌های با سرعت و کارآیی بالایی ایجاد می‌کند و نیاز به مهارت و تجربه کمتری نسبت به روش TIG دارد. در صورتی که کار ماهیت تولید انبوه داشته باشد، جوشکاری مقاومتی بهترین انتخاب است. این روش جوش‌های با سرعت و کارآیی بالایی ایجاد می‌کند و هزینه آن نسبت به سایر روش‌های جوشکاری کمتر است.

جوشکاری تیگ برای پروژه‌هایی که به جوش‌های تمیز و کنترل شده نیاز دارند، روش مناسبی است. این روش جوش‌های دقیق و زیبایی ایجاد می‌کند که مقاومت بالایی دارند. با این حال، جوشکاری تیگ کندترین فرآیند جوشکاری محسوب می‌شود و نیاز به مهارت و تجربه بالایی دارد.

جوشکاری میگ برای پروژه‌هایی که به سرعت و کارآیی نیاز دارند، روش مناسبی است. این روش جوش‌های با سرعت و کارآیی بالایی ایجاد می‌کند و نیاز به مهارت و تجربه کمتری نسبت به روش تیگ دارد. جوشکاری میگ برای قطعات با ضخامت بیشتر نیز مناسب است.

اگر به جوشکاری با ظاهر زیبا و دقت بالا نیاز نباشد و اولویت در صرفه جویی در هزینه‌ها و سرعت انجام کار است، جوشکاری میگ انتخاب بهتری خواهد بود. این روش جوش‌های با سرعت و کارآیی بالایی ایجاد می‌کند و نیاز به مهارت و تجربه کمتری نسبت به روش TIG دارد.

جوشکاری میگ همچنین برای کارهای تعمیر و نگهداری بسیار مناسب است. این روش جوش‌های با کیفیتی ایجاد می‌کند که برای اکثر کاربردهای تعمیر و نگهداری کافی هستند. علاوه بر این، تجهیزات مورد نیاز برای انجام جوشکاری میگ ساده و قابل حمل هستند، که این امر را برای کارهای تعمیر و نگهداری در محل آسان‌تر می‌کند.

در نهایت، انتخاب بهترین روش جوشکاری استنلس استیل به عوامل مختلفی بستگی دارد که باید در نظر گرفته شوند.

جمع‌بندی

استیل ضد زنگ به دلیل وجود عناصر آلیاژی مانند کروم و مولیبدن، انتقال حرارتی ضعیفی دارد. این امر باعث می‌شود که جوشکاری این فلز دشوارتر از فولاد کربنی باشد. در جوشکاری، گرما برای ذوب فلز و اتصال آن به فلز دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر انتقال حرارت ضعیف باشد، گرما به طور یکنواخت در فلز توزیع نمی‌شود. این امر می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند انحراف حرارتی، ایجاد ترک و کاهش استحکام جوش شود. برای جلوگیری از این مشکلات، جوشکاران باید اقدامات خاصی را انجام دهند که در این مقاله در رابطه با آن به صورت کامل صحبت نموده‌ایم.

استیل, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 3 بهمن 1402