برای اینکه فرایند جوشکاری به بهترین شکل ممکن انجام شود، باید به تجهیزات و ابزارهای لازم آن توجه زیادی شود. سیم جوش جزو موادی است که نقش مهمی در جوشکاری دارد. این مواد انواع مختلفی دارند و هر کدام در جهت خاصی در جوشکاری به کار برده می‌شوند. در این مطلب قرار است به انواع سیم جوش و کاربرد آنها در جوشکاری بپردازیم و با ویژگی‌ها و خواص هر کدام آشنا شویم.
سیم جوش چیست؟
سیم جوش و الکترود جوشکاری، جزو موادی هستند که به عنوان فیلر یا پرکننده فضاهای خالی در جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حقیقت زمانی که قصد اتصال دو قطعه به وسیله جوشکاری را داشته باشید، برای پر کردن فضای خالی میان آنها به یک سیم جوش مناسب نیاز دارید. این مواد همچون چسب عمل می‌کنند و با پر کردن فضای خالی، موجب متصل شدن قطعات به هم می‌شوند. سیم جوش‌ها انواع مختلفی دارند و بسته به نوع فلز، کاربرد و پوششان به دسته‌های مختلفی قابل تقسیم هستند. در ادامه با این مواد پرکاربرد در صنعت جوشکاری بیشتر آشنا خواهیم شد.
ویژگی‌های سیم جوش چیست؟
سیم جوش‌ها همچون بسیاری از مواد دیگر، دارای ویژگی‌های به خصوصی هستند. مهمترین ویژگی‌های سیم جوش عبارت است از:
- برای قوس الکتریکی پایدار، باید همیشه برای جوشکاری میگ مگ از جریان مستقیم DC استفاده کرد.
- گازی که در فرایند مورد استفاده قرار می‌گیرد، باعث تغییر انرژی ورودی، ظاهر نهایی درزها، سرعت جوشکاری و پاشش می‌شود.
- گاز مورد استفاده در روش میگ شامل گازهای آرگون و مخلوط آرگون، هلیوم و اکسیژن است. همچنین در فرایند مگ از مخلوط گاز کربن دی اکسید با آرگون استفاده می‌شود.
دسته‌بندی سیم جوش‌ها بر اساس فلزات مورد استفاده
برای اینکه جوشکاری دقیق و با کیفیتی داشته باشیم، نیاز به سیم جوش صحیحی داریم. برای همین باید در جوشکاری میگ، سیم جوش را درست انتخاب کرده و به فلزی که قرار است جوش داده شود توجه داشته باشیم. فلزهای که قرار است مورد جوش قرار بگیرند، تاثیر زیادی در انتخاب سیم جوش دارند. در صورتی که قصد دارید فولادهای ضد زنگ را جوشکاری کرده و به هم جوش دهید، باید به سراغ سیم جوش‌هایی بروید که از فولاد ضد زنگ برخوردار هستند. برای همین است که سیم جوش‌ها بر اساس فلز مورد استفاده، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. مهمترین انواع سیم جوش عبارتند از: سیم جوش فولاد ضد زنگ، سیم جوش فولاد کربن و سیم جوش آلومینیوم.
هر کدام از این سیم جوش‌ها ضخامت‌های متفاوتی دارند و باید به ضخامت آنها نیز توجه داشت. در واقع برای انتخاب سیم جوش، علاوه بر نوع فلز، باید به ضخامت سیم جوش نیز دقت شود. ضخامت سیم جوش باید بر اساس اندازه و ضخامت صفحه کاری انتخاب شود. این اندازه را میتوان هنگام خرید سیم جوش، بر روی جدول اطلاعات درج شده مشاهده کرد.
دسته بندی سیم جوش‌ها بر اساس قوس الکتریکی
برای هر پروژه جوشکاری باید سیم جوش مناسبی را با توجه به خصوصیات مکانیکی، رفتار قوس و … انتخاب کرد. در اینجا به سه دسته از انواع سیم جوش بر اساس قوس الکتریکی محافظت شده با گاز اشاره می‌کنیم. برای انتخاب این سیم جوش‌ها می‌توانید به میزان بودجه، بهره‌وری و کیفیت مورد نیاز خود توجه داشته باشید.
سیم جوش GMAW – قوس فلزی با گاز جامد
سیم جوش GMAW کامپوزیت (با هسته سیم)
سیم جوش FCAW – قوس الکتریکی با هسته فلوکس (توپودری حفاظت شده با گاز)
آشنایی با سیم جوش GMAW
جوشکاری میگ (MIG) که با نام جوشکاری GMAW شناخته می‌شود، جوشکاری قوس الکتریکی فلز گاز است. در این فرایند جوشکاری، فرد جوشکار قادر است تا فلزات غیر آهنی را به هم جوش دهد. دلیل نامگذاری این جوشکاری به قوس الکتریکی فلز گاز، این است که در آن یک فیلر سیمی به صورت مداوم مصرف می‌شود. همچنین در این عملیات یک مخزن گاز بی‌اثر وجود دارد که این گاز باعث ایجاد یک پوشش در اطراف محل جوشکاری می‌شود. گاز موجود، برای جلوگیری از تاثیرات عوامل خارجی استفاده شده و باعث حفظ شرایط درست جوشکاری در حین عمل و پس از آن می‌شود.
در روش GMAW، به سیم جوش جامد (سیم جامد) و یا سیم کامپوزیت نیاز است. برخی به فیلرهای GMAW، الکترودهای سیم جامد می‌گویند. در این روش خصوصیات سیم و نوع گاز محافظ، در استحکام رسوب جوش و خصوصیات مکانیکی آن تاثیر دارند. مزیتی که GMAW دارد این است که رسوب جوش در آن بدون سرباره بوده و میتوان با تمرین کمی در آن به تبحر رسید. همین عامل سبب افزایش راندمان و سرعت در جوشکاری می‌شود. به دلیل همین ویژگی‌ها، بیشتر سازندگان روش GMAW را ترجیح می‌دهند.
انواع سیم جوش GMAW و نحوه خرید آنها
سیم جوش‌های GMAW دارای انواع مختلفی هستند و هر کدام از آنها از سطوح مختلفی از دی‌اکسیدکننده‌ها برخوردار هستند. از این میان، سیم جوش بسیار اکسید شده، قابلیت تحمل نور به میزان متوسط را دارد. بهتر است برای این پروژه‌ها به سراغ سیم ER70S-6 بروید. این سیم جوش از سطح سیلیکون و منگنز بالاتری نسبت به ER70S-3 برخوردار است. به جز این موارد، می‌توانید از سیم جوش میانی یعنی ER70S-4 نیز استفاده کنید. این سیم حد متوسط بوده و برای پروژه‌هایی که به دی اکسید کننده بیشتر نسبت به ER70S-4 و کمتر نسبت به ER70S-6 نیاز باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. نکته‌ای که در خرید سیم جوش GMAW باید به آن توجه داشته باشید، این است که حتما آن را از تولیدکننده معتبر خریداری نمایید. تولیدکنندگان معتبر این سیم جوش‌ها را دقیقا با همان مواد سازنده شیمیایی و قطر و اندازه مورد نیاز به فروش می‌رسانند. برای مثال برخی از سیم جوش‌های وارداتی ER70S-6 با اینکه دارای برچسب هستند، اما استاندارد نبوده و در طبقه SG2ها قرار می‌گیرند. خرید این سیم جوش‌ها باعث می‌شود تا با برنامه و پروژه شما سازگاری نداشته باشد و سطح کار شما افت پیدا کند.
نکاتی که بهتر است راجع به سیم جامد GMAW بدانید
- ویژگی‌های مکانیکی: مقاومت رسوب جوش با این سیم، محدود به استحکام الکترود است. در صورتی که ماده پایه استحکام بالا داشته و کم آلیاژ باشد، پیدا کردن یک سیم GMAW استیل جامد که پاسخگوی نیازهای اولیه باشد دشوار است.
- جوشکاری خارج از موقعیت: سیم جامد GMAW قابلیت استفاده برای جوشکاری خارج از موقعیت با روش قوس کوتاه (بر روی مواد نازک) را دارد.
- عملیات بعد از جوشکاری: ممکن است در حالات خاصی چون قوس کوتاه، پاشیدگی‌هایی رخ دهد که نیاز به پاکسازی بعد از علمیات جوشکاری داشته باشد. جزایر سیلیکونی را میتوان در حین فرایند جوشکاری GMAW پاک کرده و به خوبی از بین برد. اما ناگفته نماند که سیم جامد GMAW، به طور کلی یک فرایند تمیز است و به حداقل پاکسازی بعد از جوشکاری نیاز دارد.
آشنایی با سیم مفتول فلزی
سیم‌های هسته فلز، به شکل لوله هستند و در هسته آنها اجزای فلزی وجود دارد. این سیم‌ها همچون سیم جامد GMAW، جوش بدون سرباره تولید کرده و نیاز به تمیزکاری کمی دارند؛ و یا ممکن است اصلا نیازی به تمیزکاری پیدا نکنند. این سیم‌ها از نظر ویژگی‌های عملکری مشابه سیم جامد GMAW هستند و قبلا به عنوان سیم جوش توپودری در نظر گرفته می‌شدند. در حال حاضر سیم مفتول فلزی، به عنوان الکترود کامپوزیت GMAW دسته‌بندی می‌شود.
خصوصیات و نکات قابل توجه سیم مفتول فلزی – GMAW کامپوزیت
- سرعت حرکت: از نظر سرعت حرکتی، سیم هسته فلزی بسیار ایده‌آل است. این سیم از حداقل پاشش سطح جوش برخوردار است و به پاکسازی کمی بعد از جوشکاری نیاز دارد. برای همین استفاده از سیم هسته فلزی، باعث افزایش بهره‌وری و راندمان می‌شود.
- جوشکاری خارج از موقعیت: به طور کلی سیم هسته فلزی برای جوشکاری خارج از موقعیت استفاده نمی‌شود؛ مگر در حالت عمودی رو به پایین. با این حال میتوان در شرایطی در آمپراژهای پایین و در مدهای کاری قوس کوتاه از آن استفاده کرد.
- عملیات پس از جوشکاری: سیم هسته فلزی پاشش کمی دارد و نیاز به پاکسازی زیادی بعد از عملیات ندارد؛ اما ممکن است گاهی نیاز به تمیزکاری نواحی سیلیکونی قبل از رنگ‌آمیزی و یا قبل از روکش فلز پایه داشته باشید.
- خصوصیات مکانیکی: برای رسیدن به خواص مکانیکی مورد نظر، میتوان اجزای فلزی کم آلیاژ را به هسته اضافه کرد. امکان افزودن اجزا به هسته باعث شده تا تولید سیم‌های هسته فلزی نسبت به سیم‌های جامد راحت‌تر باشد.
آشنایی با سیم FCAW – حفافظت شده با گاز
این سیم‌ها در هسته خود از مواد پودری برخوردارند و دارای دی اکسید کننده نیز می‌باشند. به دلیل خصوصیاتی که این سیم‌ها دارند، برای جوشکاری خارج از موقعیت و در موقعیت قابل استفاده و موجود هستند. برای جوشکاری خارج از موقعیت با رسوب زیاد، از سیم FCAW قطر کوچک 0.035 الی 116 اینچ استفاده کنید. از جمله این موارد میتوان به AWS E71T-1 و E71T-12 اشاره کرد. سیم FCAW مقاومت زیادی در جوشکاری فلز پایه کثیف دارد و یک لایه اضافی جهت حفاظت از جوی ارائه می‌دهد. تفاوتی که سیم FCAW با دو سیم قبلی دارد این است که به دلیل ایجاد سرباره روی جوش، نیاز به تمیزکاری بیشتری بعد از عملیات جوشکاری دارد.
جمع بندی
همانطور که متوجه شدید سیم جوش‌ها و الکترودها هر کدام با مشخصات خاصی تولید می‌شوند و در شرایط و موقعیت‌های متفاوتی به کار برده می‌شوند. برای همین بهتر است از میان این سیم‌ها، به دنبال سیمی باشید که از عملکرد قوسی بهتری برخوردار است و خواص شیمیایی ثابتی دارد.
