استیل ضدزنگ یا استنلس‌استیل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و ساختمانی کاربرد گسترده‌ای دارد. برای اتصال قطعات استیل و ایجاد ساختارهای مستحکم، جوشکاری یکی از متداول‌ترین روش‌ها است. بااین‌حال، به دلیل ویژگی‌های خاص استیل ضدزنگ، انتخاب روش مناسب جوشکاری استیل ضد زنگ از اهمیت بالایی برخوردار است.
چالش‌های جوشکاری استیل ضدزنگ
استیل ضدزنگ، به دلیل ظرفیت بالای جذب گرما، نسبت به فولاد نرم، به‌شدت مستعد تغییر شکل و اعوجاج در حین جوشکاری، به‌ویژه در ورق‌های نازک، است. این ویژگی، به همراه حساسیت بالای این ماده به آلودگی، دو چالش اصلی در جوشکاری استیل ضدزنگ را تشکیل می‌دهند.
قرارگرفتن طولانی‌مدت در دمای بالا می‌تواند مقاومت خوردگی استیل ضدزنگ را کاهش دهد. گرمای زیاد باعث مهاجرت مولکول‌های کروم به سمت کربن و تشکیل کاربیدهای کروم می‌شود. این فرایند منجر به کاهش محتوای کروم در برخی مناطق و افزایش حساسیت به خوردگی بین‌دانه‌ای و نقاط ضعیف ساختاری می‌شود. به همین دلیل، کنترل دقیق ورودی گرما و حفظ محیط جوشکاری عاری از آلودگی، دو عامل کلیدی برای دستیابی به جوشکاری موفق استیل ضدزنگ هستند.
استیل ضدزنگ به‌شدت مستعد آلودگی است و استفاده از ابزارهای اختصاصی برای این ماده، مانند برس‌های سیمی و چرخ‌های سنگ‌زنی، ضروری است تا از تماس با فولاد کربنی و سایر آلاینده‌ها جلوگیری شود. آلودگی می‌تواند باعث کاهش مقاومت خوردگی، ایجاد ترک‌ها و ضعف‌های ساختاری، و در نهایت، کاهش عمر مفید جوش شود.
علاوه بر این، جوشکاری استیل ضدزنگ نیاز به مهارت‌های خاص و تجهیزات مناسب دارد. انتخاب الکترود یا سیم جوش مناسب، تنظیم صحیح جریان جوشکاری، و استفاده از تکنیک‌های جوشکاری مناسب، از جمله عوامل دیگری هستند که در موفقیت جوشکاری استیل ضدزنگ تأثیرگذارند.
انتخاب فرایند جوشکاری مناسب برای فولاد ضدزنگ
انتخاب فرایند جوشکاری ایده‌آل برای فولاد ضدزنگ، به عوامل متعددی بستگی دارد که عبارتند از:
- کیفیت سطح مورد انتظار: برخی کاربردها نیازمند سطحی با ظاهر بسیار زیبا و بدون عیوب هستند. در این موارد، فرایندهایی مانند TIG که کنترل بیشتری بر کیفیت جوش ارائه می‌دهند، مناسب‌ترند.
- ضخامت مواد: برای قطعات نازک، جوشکاری TIG یا MIG با جریان مستقیم (DC) مناسب است. برای قطعات ضخیم‌تر، جوشکاری قوس متناوب (AC) یا فرایندهای Flux-cored می‌توانند کارآمدتر باشند.
- هزینه‌های مرتبط: فرایندهای TIG و MIG معمولاً نیازمند تجهیزات و مهارت‌های تخصصی‌تری هستند، بنابراین هزینه‌های اولیه و عملیاتی آن‌ها ممکن است بالاتر باشد.
- مهارت‌های جوشکاری تیم: انتخاب فرایند جوشکاری باید با سطح مهارت و تجربه تیم جوشکاران همخوانی داشته باشد.
جوشکاری MIG استیل ضدزنگ
جوشکاری MIG فولاد ضدزنگ، اگرچه نسبت به روش جوشکاری TIG زیبایی کمتری ارائه می‌دهد، اما به دلیل سرعت بالاتر، مهارت کمتر موردنیاز و قابلیت جوشکاری درزهای ضخیم، محبوبیت قابل‌توجهی دارد.
برای دستیابی به جوش‌های باکیفیت و حداقل اعوجاج، استفاده از خروجی قوس MIG پالسی توصیه می‌شود. این روش با تنظیم متناوب آمپر قوس، امکان جوشکاری با سرعت رسوب‌گذاری بالا و ورودی گرما پایین را فراهم می‌کند.
استفاده از گاز محافظ مناسب نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای جوشکاری فولاد ضدزنگ، گاز آرگون مخلوط با 1-2% اکسیژن یا مخلوطی از هلیوم، آرگون و دی اکسید کربن به طور معمول استفاده می‌شود.
انتخاب سیم پرکننده مناسب نیز تأثیر قابل‌توجهی بر کیفیت جوش دارد. در صورت امکان، استفاده از سیم پرکننده‌ای با آلیاژ مشابه فولاد ضدزنگ مورد جوشکاری توصیه می‌شود. در صورت عدم دسترسی، سیم پرکننده‌ای با محتوای آلیاژ بالاتر قابل‌استفاده است.
برخی از سیم‌های پرکننده رایج برای جوشکاری MIG فولاد ضدزنگ عبارت‌اند از:
- سیم MIG فولاد ضدزنگ 316LSi با سطح بالای سیلیکون برای بهبود پایداری قوس و مرطوب شدن لبه‌ها.
- سیم MIG فولاد ضدزنگ 309LSi با کربن پایین برای جوشکاری آلیاژهای فولاد ضدزنگ 304L و 309. همچنین برای اتصال فولاد کربنی به فولاد ضد زنگ کاربرد دارد.
جوشکاری TIG استیل ضدزنگ
جوشکاری TIG استیل ضدزنگ به دلیل کیفیت بالای جوش‌ها و کنترل دقیق بر ورودی حرارت، به‌عنوان روش برتر شناخته می‌شود. بااین‌حال، این روش برای اتصال مقاطع نازک مناسب‌تر است، نیازمند مهارت اپراتور بوده و نسبت به روش MIG زمان بیشتری می‌طلبد.
برای جوشکاری TIG استیل ضدزنگ، استفاده از جریان مستقیم (DC) با شروع قوس فرکانس بالا (HF) توصیه می‌شود. این روش، برخلاف روش‌های سنتی، بدون تماس الکترود با قطعه کار، قوس را ایجاد می‌کند و از آلودگی فلز حساس استیل ضدزنگ جلوگیری می‌کند.
دستگاه جوشکاری Kemppi Minarc TIG/MMA Evo 200 به‌عنوان یک انتخاب مناسب برای جوشکاری DC TIG استیل ضدزنگ معرفی می‌شود. این دستگاه مجهز به شروع قوس HF بوده و قابلیت جوشکاری پالس‌دار را داراست. جوشکاری پالس دار به‌ویژه برای اتصال مقاطع نازک بسیار مؤثر است و خطر سوختن یا اعوجاج را کاهش می‌دهد. همچنین، این دستگاه از خروجی آمپر پایین و تنظیمات شیب بالا/پایین پشتیبانی می‌کند که امکان جوشکاری مقاطع نازک، گوشه‌ها و لبه‌ها را با موفقیت بالا فراهم می‌کند.
برای جوشکاری TIG استیل ضدزنگ، استفاده از گاز آرگون خالص توصیه می‌شود. بااین‌حال، در صورت نیاز به اتصال مقاطع ضخیم‌تر، می‌توان از مخلوط آرگون – هلیوم استفاده کرد، زیرا هلیوم حرارت قوس و نفوذ را افزایش می‌دهد.
در انتخاب الکترودهای تنگستن برای جوشکاری TIG استیل ضدزنگ، باید به نوع الکترود توجه کرد. الکترودهای سریم‌دار برای آمپرهای پایین مناسب‌تر هستند، درحالی‌که الکترودهای لانتان دار برای آمپرهای بالاتر مناسب‌اند. الکترودهای توریم دار، به‌عنوان رایج‌ترین نوع، مزایای هر دو نوع را ارائه می‌دهند، اما به دلیل رادیواکتیویته، هنگام سنگ زدن نوک الکترود باید احتیاط کرد.
سخن پایانی
انتخاب بهترین روش جوشکاری استیل ضدزنگ به عوامل متعددی از جمله ضخامت ورق، نوع استیل، کیفیت موردنظر جوش، محیط کاری و تجربه جوشکار بستگی دارد. هر یک از روش‌های TIG، MIG، SMAW و سایر روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. به‌طورکلی، برای دستیابی به باکیفیت‌ترین جوش در استیل ضدزنگ، توصیه می‌شود از روش TIG استفاده شود. این روش به دلیل کنترل دقیق بر روی قوس جوشکاری، امکان ایجاد جوش‌های با ظاهر زیبا و استحکام بالا را فراهم می‌کند. بااین‌حال، برای انتخاب روش مناسب، بهتر است با یک متخصص جوشکاری مشورت کرده و تمامی جوانب کار را در نظر بگیرید.
