برای اینکه یک جوشکار به مهارت های جوشکاری تسلط پیدا کند، نیاز به تجربه و زمان دارد. ما در این مقاله، ضمن معرفی مهارت های جوشکاری کلیدی و کاربردی برای جوش قطعات ضخیم، در خصوص ابزارآلات و نکاتی که می توانند به یک جوش پایدار و با کیفیت کمک کنند، اطلاعاتی را ارائه می دهیم. لطفا با ما همراه باشید تا با 10 نمونه از مهارت های جوشکاری که باعث پیشرفت جوشکاری می شوند آشنا شوید.
1- پاشش حرارتی قوسی برای جوشکاری فلز های ضخیم
شاید بسیاری از جوشکاران به این موضوع واقف نباشند، اما تکنیک و مهارت های جوشکاری (از جمله تنظیم ولتاژ، میزان جریان و سرعت جوشکاری سیم بر سیم) می تواند مدهای انتقال حرارتی مناسبی را برای جوشکاری فلزات ضخیم ایجاد کند.
کارل هواز از شرکت لینکلن براین باور است که است:”محدودیت جوشکاری قوسی یا پاشش حرارتی سبب شده است که از این دو نوع روش جوشکاری تنها بر روی فلزاتی با ضخامت 8/1 اینچ و یا بیشتر استفاده شود. این دو نوع جوشکاری همچنین تنها بر روی سطوح افقی کاربرد دارند”.
انتقال قوسی (قوس کوتاه)
در این روش میزان ولتاژ، آمپر و سرعت تغذیه نسبت به حالت استاندارد اتصال کوتاه، بیشتر هستند. این امر امکان ایجاد قوس های بلند از انتهای سیم تا ورودی دستگاه جوشکاری (اینورترهای جوشکاری) را فراهم می کند.با تکیه بر این روش شما می توانید یک جوش پرنفوذ و عمیق را بر روی فلزات ضخیم ایجاد کنید. در عین حال این روش می تواند پاشیدگی زیادی را ایجاد کند.
انتقال با پاشش حرارتی
در این نوع جوش، ولتاژ، آمپر و سرعت جوشکاری نسبت به حالت قوس معمولی بیشتر است. این قوس جریانی از قطره های کوچک مذاب را ایجاد می کند که در طول قوس و میان سیم و فلز به وجود می آیند. شما برای پاشش حرارتی به گاز های آرگون اشباع شده و خنثی نیاز دارید.
این تکنیک همچنین امکان استفاده از سیم هایی با قطر بالا را فراهم می کند که در نتیجه این امر، بخش بزرگی از فلزات رسوب کرده و جوش مستحکمی در این فرایند به وجود می آید. این نوع از جوش کاری را می توان بر روی قطعات تخت یا افقی استفاده کرد. توجه داشته باشید که گودال جوش در این تکنیک بسیار رقیق است. بنابراین برای انجام جوش پاشش حرارتی مطمئن شوید که از واحدی به طول سه اینچ یا بیشتر، برای سر دستگاه جوش خود استفاده می کنید.
2- تمیز کردن ناخالصی ها
جان لیزنر از میلر الکتریک می گوید:”بسیاری از جوشکاران معمولا پیش از آغاز فرایند جوشکاری، در آماده سازی فلز کوتاهی می کنند. در مهارت های جوشکاری، آماده سازی شامل مراحل حذف رنگ، زنگ زدگی، گرد و خاک و سایر آلودگی های سطحی می شود. همچنین این آمادگی به معنای از بین بردن و یا پاک کردن ترک های فلز نیز است”.
فرایند آماده سازی فلز زمان بر است و می تواند در مواردی چالش برانگیز باشد. بدیهی است که در شرایط اضطرار، این فرایند آماده سازی چندان مورد توجه قرار نگیرد. در این میان، جوشکاری آلومینیوم با الکترود از قاعده ذکر شده در بالا مستثنی است (به نکته شماره 6 در مورد جوشکاری آلومینیوم مراجعه کنید).
لیزنر ادامه می دهد: “منظور من این نیست که محل جوشکاری باید عاری از هر نوع آلودگی باشد. بهتر است پیش از جوشکاری، با برس سیم دار به قطعه ضربه بزنید تا زنگ زدگی و خاک را از آن پاک کنید”.
تمیز کردن و حذف ناخالصی ها از سطح فلز، یک ترفند جوشکاری کلیدی برای جوش بهتر قطعات محسوب می شود. در صورتی که این مرحله را نادیده بگیرید، به احتمال زیاد در آینده به بازسازی و تعمیر دوباره محل جوش نیاز پیدا خواهید کرد.
اگر امکان تمیز کردن قطعه را ندارید، از تعمیر کردن قطعات با کمک جوشکاری MIG خودداری کنید. لزنر در ادامه می گوید: ”از جوشکاری چوبی و یک میله 6011 استفاده کنید. همچنین سرعت انتقال جریان را کاهش دهید. این فرایند، زمان کافی برای حباب های گاز را فراهم می کند تا پیش از گیر افتادن ناخالصی ها درون قطعه، از جوش مذاب خارج شوند”.
3- قوانینی برای تنظیم جهت، زاویه و سرعت جوشکاری
یکی از جنبه های شگفت انگیز جوشکاری این است که حتی یک فرد تازه کار نیز می تواند چند جوشکاری موفق را تجربه کند. هوز و لیزنر می گویند چند مهارت های جوشکاری ساده برای ایجاد جوش‌های قوی و ماندگار و یا برای ترمیم آن ها وجود دارد:
جلو یا عقب بردن دست
این قانون بسیار ساده است. لیزنر میگوید: “اگر قطعه شما سرباره تولید می کند دست خود را بکشید”. به عبارت دیگر، در صورتی که با چوب یا سیم جوش توپودری جوشکاری انجام می دهید، باید دست خود را بکشید. در مقابل و در خلال جوشکاری MIG باید میله را فشار دهید.
زاویه کاری
در صورت استفاده از سیم جوش، دستگاه جوشکاری را در زاویه 10 تا 15 درجه و در جهت فشار جوش نگه دارید. درصورت استفاده از میله‌ی جوشکاری، دستگاه را در جهت کششی با زاویه 20 تا 30 درجه نگه دارید. درصورت استفاده از فیله جوشکاری، میله یا سیم را (صرف نظر از فرآیند جوشکاری) در زاویه 45 درجه و بین دو قطعه فلز نگه دارید.
فضای قوس
سرعت حرکت را طوری تنظیم کنید که قوس جوشکاری در یک سوم انتهای استخر جوش باقی بماند. برای جوشکاری سیمی (هسته شاری یا MIG)، فاصله‌ی قوس را بین 8/3 تا 2/1 اینچ نگه دارید. در صورت استفاده از جوشکاری میله‌ای، فاصله ای به اندازه 8/1 اینچ را بین میله و قطعه کار حفظ کنید. در این رابطه لیسنر می گوید: “طول قوس نباید از قطر هسته الکترود بیشتر باشد”.
سرعت
گودال ها و برجستگی جوش (جایی که فلز مذاب جامد می شود) را بررسی کنید. هوز می گوید:” هنگام جوشکاری سیمی (MIG یا هسته شاری)، خط الراس باید تقریباً به اندازه ⅜ اینچ، پشت الکترود سیم قرار بگیرد.
حرکت با سرعت کم، دانه های محدب گسترده و با نفوذ کم، تولید می کند که سبب رسوب بیش از حد فلز می شود. از طرف دیگر، حرکت سریع باعث ایجاد یک جوش کم عمق شده و یک مهره باریک و تاج دار تولید می کند. حداکثر سرعت حرکت برای اتصالات مختلف، کمتر از 40 اینچ در دقیقه می باشد.
4- انتخاب گاز MIG
برای جوشکاری MIG، گاز محافظ تایید شده باید شامل 100٪ دی اکسید کربن (co²) باشد. این انتخاب از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است و به شما امکان اجرای مهارت های جوشکاری عمیق را می دهد. با این حال، ممکن است شما بخواهید بر روی گازهای محافظ گران‌قیمت‌تری سرمایه گذاری کنید. این گازها عبارتند از:
- 75٪ آرگون و 25٪ دی اکسید کربن برای تولید جوش های زیبا و جوشکاری در سطح آمپر بالا (انتخاب 100٪ دی اکسید کربن پاشش زیادی تولید می کند)
- 85٪ آرگون و 15٪ دی اکسید کربن برای جوشکاری ورق های سنگین تر از فولاد و یا استفاده بر روی فلزی که آسیاب یا زنگ زدگی زیادی دارد
- 90٪ آرگون و 10٪ دی اکسید کربن برای جوشکاری انتقال اسپری و برای مقاطع سنگین یا ضخیم فلز
- 100٪ آرگون یا مخلوط آرگون / هلیوم برای جوشکاری آلومینیوم
- 90٪ آرگون ، 7.5٪ هلیوم و 2.5٪ دی اکسید کربن برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن
5- لیستی از وسایل ضروری
بخش مربوط به فروش سیم ها، میله ها و الکترود جوشکاری در هر مغازه ابزار فروشی، می تواند کمی گیج کننده باشد. لینزر و هوز یک لیست از وسایل ضروری را ارائه می دهند که می تواند به خوبی امور تعمیراتی معمول را پوشش دهد:
سیم MIG
قطر مناسب برای سیم MIG 035/0 (متداول ترین انتخاب) یا 045/0 اینچ است. با این حال، برای جوشکاری مواد نازک با اندازه 8/1 اینچ یا کمتر، قطر 025/0 اینچ را در نظر بگیرید. دلیل این امر این است که سیم هایی با قطر کوچکتر، در جریان کمتر، به شکل پایدارتری جوش می خورد که این باعث ایجاد نیروی قوس کمتر و تمایل کمتری به سوختن از طریق فلز می شود.
مفتول توپودری
یکی از محبوب ترین سیم های شار هسته ای، E71T-1 است. هوز میگوید: “برای ارتقای مهارت های جوشکاری خارج از موقعیت (عمودی، فوقانی) این سیم انتخاب خوبی است.
چرا که سرباره ها سریع منجمد می شوند و سرعت رسوب بالایی نیز دارند”. اگر در حال جوشکاری در موقعیت خود هستید (یک جوش هوایی)، می توانید از یک سیم E71T-8 استفاده کنید. اگر در حال جوشکاری فلز روکش دار یا گالوانیزه (مانند پایه دانه ای) هستید، با سیم E71T-14 کار خود را انجام دهید، زیرا این سیم دارای موادی است که در قوس منفجر می شوند.
این عمل باعث از بین رفتن پوشش های فولادی شده و بنابراین امکان ایجاد ترک خوردگی و تخلخل جوش را به حداقل می رساند. همه این سیم ها نسبت به الکترودهای چسبنده، سرعت رسوب بالاتری دارند و سرباره آنها به راحتی از بین می رود.
میله الکترود
لینزر معتقد است یک میله الکترود معمولی برای استفاده های عمومی و رایج، الکترود 6011 است. این انتخاب نفوذ جوش خوبی ارائه می دهد. اگر می خواهید جوشکاری عمیق را بر روی قطعات ضخیم انجام دهید، الکترود 6010 انتخاب مناسبی است.
همچنین بخوانید : صفر تا صد جوشکاری با الکترود تنگستن
هوز همچنین توصیه می کند: “اگر شما به دنبال جوش های کم عمق بر روی قطعات باریک هستید، الکترود 6013 را انتخاب کنید. رایج ترین اندازه‌ی میله 8/1 اینچ است. برای فلزات ضخیم تر میله‌هایی با قطر بزرگ و برای فلزات باریک از میله هایی با قطر کوچک استفاده کنید”.
6- جوشکاری آلومینیوم
حضور آلومینیوم در تجهیزات می تواند مشکلاتی را در فرایند تعمیر قطعات ایجاد کند. خبر خوب این است که مهارت های جوشکاری سیمی را می توان بر روی آلومینیوم نیز اجرا کرد. یادگیری این مهارت های جوشکاری نسبتا آسان است.
هوز معتقد است برای جوشکاری آلومینیوم قوانینی وجود دارد که شما باید آنها را دنبال کنید. این قوانین عبارتند از:
- خرید رول درایو U-groove. این وسیله از سیم جوشکاری پشتیبانی کرده و آن را خرد نمی کند. تنظیمات رول درایو را روی بخش قوی قرار ندهید.
- آستر کابل را با آستر تفلونی، نایلونی یا موارد مشابه آن جایگزین کنید.
- فقط از گاز آرگون یا آرگون-هلیوم استفاده کنید.
- از سیم تو پر آلومینیومی استفاده کنید که قطر آن 16/3 یا 6/1 اینچ باشد. کابل دستگاه جوش می تواند به راحتی سیم های بزرگ را تغذیه کند.
- محل تماس جوش را تقریباً 0.115 اینچ بزرگتر از قطر سیم انتخاب کنید.
- گریس، روغن، کود کشاورزی یا کثیفی را توسط یک حلال ارگانیک (مانند استون)، یک حلال آلکالین (مانند صابون قوی) و یا چربی زدایی بر پایه مرکبات، تمیز کنید. از آلکالین های قوی یا تمیز کننده های اسیدی استفاده نکنید.
- قطعه تعمیری را با یک برس سیمی استیل (که فقط برای کارهای جوشکاری آلومینیوم استفاده می‌شود) تمیز کنید. این برس، آلومینیوم های اکسید شده، که به طور طبیعی بر روی سطح فلز ایجاد می شوند را تمیز می کند.
- آلومینیوم اکسید شده در دمای 3700 درجه ذوب می شود. این در حالی است که فلز خالص در دمای 1200 درجه‌ی فارنهایت ذوب می شود. بدیهی است که در صورت عدم پاک کردن اکسید آلومینیوم، اکسیدهای موجود در سطح ترمیم، مانع از نفوذ فلز پرکننده می شوند.
- قطعه‌ی تعمیری را با دمای 230 درجه فارنهایت گرم کنید تا میزان ترک خوردگی به حداقل برسد. برای کمک به پیش گرم شدن و جلوگیری از اعوجاج، در ابتدا و انتهای قطعه‌ی تعمیری مفتول های جوشکاری را قرار دهید.
- از گان کوتاه و کابل مستقیم استفاده کنید. اگر معمولا جوشکاری آلومینیومی انجام می دهید، خرید گان قرقره‌ای را در نظر بگیرید.
- برای کاهش آلودگی و بهبود پوشش محافظ گاز، به داخل جوش، فشار وارد کنید.
- برای جلوگیری از سوختن، جوشکاری آلومینیوم را با تنظیمات ولتاژ و آمپر بالا و با سرعت انجام دهید.
- دهانه جوش را در انتهای جوش پر کنید. هوز در این رابطه هشدار می دهد که دهانه ها دلیل اصلی ترک خوردگی جوشکاری آلومینیوم هستند. برای پر کردن دهانه، در پایان جوشکاری، به تغذیه سیم ادامه دهید و جهت حرکت خود را، برای حدود یک اینچ، معکوس کنید.
7- راز تعمیر فلزات با استحکام بالا
امروزه تولید کنندگان تمایل روزافزونی به استفاده از فلزات با استحکام بالا، مانند استیل های مستحکم، پیدا کرده اند. جوشکاری استیل با الکترود در دستگاه ها و ابزارهای خاک ورزی به منظور کاهش وزن دستگاه و افزایش طول عمرشان، بسیار رواج دارد.
برای ترمیم فولاد با مقاومت بالا، باید در مرحله آماده سازی در ابتدا رنگ، چربی، زنگ زدگی و رطوبت را از بین ببرید تا به سطح فلز خالص دست پیدا کنید. در مرحله بعد، قبل از اجرای مهارت های جوشکاری، باید محل تعمیر را گرم کنید.
هوز در این رابطه میگوید: “هرچه کربن موجود درسیم جوش استیل بیشتر باشد ، قطعه به گرم کردن بیشتری نیاز دارد. گرم کردن برای جلوگیری از ترک خوردن، لازم است. از الکترود قطر نازک و کم هیدروژن، مانند 7018، برای تعمیر فلزات استحکام بالا استفاده کنید”. در نهایت نیز سرعت حرکت الکترود را پایین نگه دارید.
این کار باعث می شود تا زمان کافی به حباب های گاز هیدروژن داده شود که از محل جوش بیرون بیایند و بدین وسیله گودال جوش ذوب باقی بماند. نتیجه این کار، یک جوشکاری روان و با کیفیت تر است.
8- چرا قطعات جوشکاری ترک می خورند؟
هوز براین باور است که جوش ها به یک یا چند دلیل زیر ترک می خورند:
- خرد نکردن کامل ترک ها پیش از انجام جوشکاری
- تشکیل دانه های کوچک. جوش ها باید همیشه نسبت به عمق خود، پهن تر باشند
- تشکیل دانه های مقعر یا توخالی. بخش میانی دانه ها در چنین جوش هایی می تواند بشکند. جوش ها باید همیشه محدب یا برآمده باشند.
- عدم تمیز کردن قطعه پیش از جوشکاری. ترک، زنگ زدگی، رنگ، چربی، کثیفی یا رطوبت بر روی یک قطعه، هیدروژن را وارد جوش می کند که می تواند سبب ترک خوردگی شود.
- عدم گرم کردن پیش از جوشکاری. این مورد به ویژه برای جوشکاری قطعات و فولاد هایی که حاوی کربن یا آلیاژ بیشتر هستند، اهمیت دارد.
- عدم استفاده از الکترودهای کم هیدروژن برای ترمیم فولادهای سخت جوش (فولاد هایی حاوی مقادیر زیادی از کربن یا آلیاژهای دیگر).
- عدم پر كردن دهانه ها در انتهاي جوش.
- عدم تقویت ترمیم جوش.
- عدم قرار دادن مهره های اولیه با شرایط مناسب (از نظر اندازه، تخت بودن یا محدب بودن مهره ها) بر روی جوش های چند گانه. این مهره ها تنها تا زمانی در برابر ترک خوردگی مقاومت دارند که مهره های بعدی برای پشتیبانی اضافه شوند.
لیزنر میگوید قطعات سفت تر و خشک تر، مستعد ترک بیشتری هستند. در صورت ممکن، جوشکاری را در قسمت‌های انتهایی بخش آزاد قطعه انجام دهید و یک فاصله‌ی 32/1 اینچی را بین دو صفحه در نظر بگیرید، تا اضافات جوشکاری به راحتی بتوانند حرکت کنند و فضای مناسب برای خنک شدن قطعه وجود داشته باشد. برای از بین بردن تنش‌ها، به دانه ها، در حالی که هنوز گرم هستند، چکش بزنید.
9- جوشکاری خارج از موقعیت
جاذبه بزرگترین دشمن شما در جوشکاری های خارج از موقعیت است. برای خنثی کردن اثر آن (به ویژه در خلال جوشکاری سیمی) از ولتاژ و سرعت تغذیه کمتر برای ایجاد یک گودال کوچکتر، استفاده کنید.
همچنین بخوانید : صفر تا صد روش جوشکاری زیر آب
لیزنر معتقد است ترفند معکوس کردن قطب ها برای تمرکز بیشتر حرارت بر روی الکترود ها می‌تواند منجر به جوش خنک تر شود. در نتیجه این امر، گودال جوش سریع تر خنک می شود و از چکه کردن آن جلوگیری به عمل می آید.
در ادامه چند مهارت های جوشکاری ساده و کاربردی را برای جوشکاری خارج از موقعیت، بررسی می کنیم:
مهارت جوشکاری افقی
زاویه کار خود را 0 یا 15 درجه انتخاب کنید و سپس با سرعت ثابت، جوشکاری را انجام دهید تا گودال جوش در جای خود ثابت بماند.
مهارت جوشکاری عمودی
فولاد 16/3 اینچی و یا نازک تر را با حرکت رو به پایین جوش دهید. این حرکت می تواند چالش برانگیز باشد اما با این حال، گودال جوش می تواند از قوس جلو بیفتد و به یک عایق تبدیل شود تا میزان نفوذ را کاهش دهد. برای فولاد 16/1 اینچ و یا ضخیم‌تر و با استفاده از تکنیک کناره، جوشکاری را به سمت بالا انجام دهید. برای این کار، قوس را از سمت راست به بخش مرکز و سپس به سمت چپ هدایت کنید تا یک مثلث شکل بگیرد.
مهارت جوشکاری سقفی
جریان را پایین آورده و قوس را سریع حرکت دهید تا گودال جوش باریک باقی بماند. برای جلوگیری از ریختن گودال جوش، از یک حرکت دایره ای و شلاقی استفاده کنید.
10- چه زمانی باید قطعه را مقاوم سازی کرد؟
اگر در محل جوش، قطعه دارای ترک است و امکان از بین بردن آن نیز در محل وجود ندارد، مقاوم سازی ضروری است. همیشه نقاط پر تنش، مانند لولا ها را مقاوم سازی کنید. هوز همچنین اضافه می کند:”اگر قطعه ای بیش از یک بار در محلی مشخص شکسته باشد، مقاوم سازی لازم است”.
هنگام مقاوم‌سازی، حتماً لبه های قطعه را با زاویه 30 درجه در جایی که فلز جدید با فلز قدیمی مطابقت دارد، برش بزنید. انجام این کار، نفوذ جوش را بالا می برد. برای مقاطع سنگین تر، زمینه (فضای) کوچکی را در بخش پایینی محل اتصال، خالی بگذارید. برای این کار ابتدا لبه ها را کج کرده و سپس قسمت زیرین بخش مورب را بسابید تا قطعه به ضخامت یک نیکل برسد.
به عنوان نکته نهایی برای مقاوم سازی قطعات، لیننر اشاره می کند که: “موادی با ضخامت بیش از 4/1 اینچ معمولاً باید در چندین مرحله جوش داده شوند.”
فیدساکو فروشنده انواع الکترود جوشکاری و سیم جوش
فیدساکو فروشنده انواع محصولات با کیفیت الکترود جوشکاری ،سیم جوش ، ملزومات جوشکاری و مواد مصرفی جوشکاری می باشد . شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات محصولات جوشکاری با شماره 02126209336 تماس حاصل فرمایید.
و در پایان به این نکته مهم مربوط به مهارت های جوشکاری توجه داشته باشید که هیدروژن بدترین نوع ناخالصی است که می تواند سبب نابودی قطعات در فرایند جوشکاری شود. هیدروژن در همه جا (مانند آب، گرد و خاک، کثیفی، رنگ، کود و گریس) وجود دارد. این عنصر چالش بزرگی برای جوشکاران است؛ یک راهکار مناسب در این راستا، تمیز کردن قطعات پیش از جوشکاری است.